Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов

Характер взаимодействие рабочих поверхностей сильноточных электрических контактов однозначно влияют на их работоспособность. К отказу в работе контактов в основном приводят процессы, возникающие в результате комплекса факторов деструктивно влияющих на их работоспособность. При этом не все процессы...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Волкова, О.Г., Жорняк, Л.Б.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2016
Назва видання:	Електротехніка і електромеханіка
Теми:	Електричні машини та апарати
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147043
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов / О.Г. Волкова, Л.Б. Жорняк // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 1. — С. 12-16. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-147043
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1470432019-02-14T01:23:43Z Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов Волкова, О.Г. Жорняк, Л.Б. Електричні машини та апарати Характер взаимодействие рабочих поверхностей сильноточных электрических контактов однозначно влияют на их работоспособность. К отказу в работе контактов в основном приводят процессы, возникающие в результате комплекса факторов деструктивно влияющих на их работоспособность. При этом не все процессы подробно изучены и поддаются моделированию. Одним из существенных факторов, влияющим на работу контактной пары, служит усилие сжатия контактных поверхностей. Сжатие разрывных контактов напрямую связано с процессами упругой и пластической деформации контактных материалов, что особенно наглядно проявляются на контакт-деталях из порошковых или композиционных материалов. В статье основное внимание уделяется пластической деформации поверхностных слоев разрывных контактов в процессе замыкания, поскольку считается, что она напрямую связана с механизмом проводимостью контактов. Как показано, существенное влияние на деформацию контактных поверхностей оказывает и рабочая среда, в частности трансформаторное масло. Оценка влияния усилия сжатия на деформацию контактной поверхности проводилась экспериментально с использованием метода голографической интерферометрии. Приведены результаты исследования, в которых указывалось, что для компактных и порошковых материалов пластическая деформация внутри и вокруг зоны микроконтактов указывается упрощенно, что требует экспериментального уточнения. Характер взаємодії робочих поверхонь сильнострумних електричних контактів однозначно впливає на їх працездатність. До відмови в роботі контактів в основному приводять процеси, що виникають в результаті комплексу факторів деструктивно впливаючи на їх працездатність. При цьому не всі процеси докладно вивчені і піддаються моделюванню. Одним з істотних чинників, що впливає на роботу контактної пари, служить зусилля стискання контактних поверхонь. Стискання розривних контактів прямо пов'язане з процесами пружної і пластичної деформації контактних матеріалів, що наочно виявляються на контакт-деталях з порошкових або композиційних матеріалів. У статті основна увага приділяється пластичній деформації поверхневих шарів розривних контактів у процесі замикання, оскільки вважається, що вона прямо пов'язана з механізмом провідності контактів. Як показано, істотний вплив на деформацію контактних поверхонь має і робоче середовище, зокрема трансформаторне масло. Оцінка впливу зусилля стиснення на деформацію контактної поверхні проводилася експериментально з використанням методу голографічної інтерферометрії. Наведено результати експериментальних досліджень, в яких вказується, що для компактних і порошкових матеріалах пластична деформація всередині і навколо зони мікроконтактів наводиться спрощено, що вимагає експериментального уточнення. Introduction. The nature of the interaction of high-working surfaces of the electrical contact uniquely affects their performance. By the failure of the contacts in the main drive processes resulting from complex destructive factors affecting their performance. However, not all processes are studied in detail and give in modeling. The purpose of the paper is to show the possibility of using the method of holographic interferometry to estimate the plastic deformation in the zone of contact interaction. One of the significant factors affecting the work of the contact pair is the compressive force of the contact surfaces. Compression discontinuous contact is directly connected with the processes of elastic and plastic deformation of the contact material, which is particularly evident in the contact details of the powder or composite materials. The paper focuses on the plastic deformation of the surface layers of discontinuous contact in circuit, it is believed that it is directly related to the mechanism of conductivity of contacts. As shown, a significant effect on the deformation of the contact surfaces and renders the working environment, in particular transformer oil. Methodology. Assessing the impact of compression forces on the deformation of the contact surface was conducted experimentally using the method of holographic interferometry. Results. Experimental studies, which indicated that the compact and powder materials plastic deformation in and around the area microcontacts simplistically stated that requires experimental verification. A method for evaluating the state of stress, which affects the formation and destruction of the local contact spots. Practical value. Using the experimental method of determining the movement of the contact region allows you to optimize discontinuous contacts from composite and powder materials. 2016 Article Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов / О.Г. Волкова, Л.Б. Жорняк // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 1. — С. 12-16. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2016.1.02 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147043 621.316.53 ru Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати
spellingShingle	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати Волкова, О.Г. Жорняк, Л.Б. Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов Електротехніка і електромеханіка
description	Характер взаимодействие рабочих поверхностей сильноточных электрических контактов однозначно влияют на их работоспособность. К отказу в работе контактов в основном приводят процессы, возникающие в результате комплекса факторов деструктивно влияющих на их работоспособность. При этом не все процессы подробно изучены и поддаются моделированию. Одним из существенных факторов, влияющим на работу контактной пары, служит усилие сжатия контактных поверхностей. Сжатие разрывных контактов напрямую связано с процессами упругой и пластической деформации контактных материалов, что особенно наглядно проявляются на контакт-деталях из порошковых или композиционных материалов. В статье основное внимание уделяется пластической деформации поверхностных слоев разрывных контактов в процессе замыкания, поскольку считается, что она напрямую связана с механизмом проводимостью контактов. Как показано, существенное влияние на деформацию контактных поверхностей оказывает и рабочая среда, в частности трансформаторное масло. Оценка влияния усилия сжатия на деформацию контактной поверхности проводилась экспериментально с использованием метода голографической интерферометрии. Приведены результаты исследования, в которых указывалось, что для компактных и порошковых материалов пластическая деформация внутри и вокруг зоны микроконтактов указывается упрощенно, что требует экспериментального уточнения.
format	Article
author	Волкова, О.Г. Жорняк, Л.Б.
author_facet	Волкова, О.Г. Жорняк, Л.Б.
author_sort	Волкова, О.Г.
title	Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов
title_short	Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов
title_full	Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов
title_fullStr	Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов
title_full_unstemmed	Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов
title_sort	исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Електричні машини та апарати
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147043
citation_txt	Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов / О.Г. Волкова, Л.Б. Жорняк // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 1. — С. 12-16. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT volkovaog issledovanieharakteramehaničeskogovzaimodejstviârabočihpoverhnostejsilʹnotočnyhrazryvnyhkontaktov AT žornâklb issledovanieharakteramehaničeskogovzaimodejstviârabočihpoverhnostejsilʹnotočnyhrazryvnyhkontaktov
first_indexed	2025-07-11T01:14:01Z
last_indexed	2025-07-11T01:14:01Z
_version_	1837311139581526016
fulltext	Електричні машини та апарати 12 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 © О.Г. Волкова, Л.Б. Жорняк УДК 621.316.53 doi: 10.20998/2074-272X.2016.1.02 О.Г. Волкова, Л.Б. Жорняк ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА МЕХАНИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ СИЛЬНОТОЧНЫХ РАЗРЫВНЫХ КОНТАКТОВ Характер взаємодії робочих поверхонь сильнострумних електричних контактів однозначно впливає на їх працездат- ність. До відмови в роботі контактів в основному приводять процеси, що виникають в результаті комплексу факто- рів деструктивно впливаючи на їх працездатність. При цьому не всі процеси докладно вивчені і піддаються моделю- ванню. Одним з істотних чинників, що впливає на роботу контактної пари, служить зусилля стискання контактних поверхонь. Стискання розривних контактів прямо пов'язане з процесами пружної і пластичної деформації контакт- них матеріалів, що наочно виявляються на контакт-деталях з порошкових або композиційних матеріалів. У статті основна увага приділяється пластичній деформації поверхневих шарів розривних контактів у процесі замикання, оскі- льки вважається, що вона прямо пов'язана з механізмом провідності контактів. Як показано, істотний вплив на де- формацію контактних поверхонь має і робоче середовище, зокрема трансформаторне масло. Оцінка впливу зусилля стиснення на деформацію контактної поверхні проводилася експериментально з використанням методу голографіч- ної інтерферометрії. Наведено результати експериментальних досліджень, в яких вказується, що для компактних і порошкових матеріалах пластична деформація всередині і навколо зони мікроконтактів наводиться спрощено, що вимагає експериментального уточнення. Бібл. 7, табл. 2, рис. 4. Ключові слова: електричні контакти, контактні поверхні, деформація контактних матеріалів, метод голографічної інтерферометрії. Характер взаимодействие рабочих поверхностей сильноточных электрических контактов однозначно влияют на их работоспособность. К отказу в работе контактов в основном приводят процессы, возникающие в результате ком- плекса факторов деструктивно влияющих на их работоспособность. При этом не все процессы подробно изучены и поддаются моделированию. Одним из существенных факторов, влияющим на работу контактной пары, служит уси- лие сжатия контактных поверхностей. Сжатие разрывных контактов напрямую связано с процессами упругой и пластической деформации контактных материалов, что особенно наглядно проявляются на контакт-деталях из порошковых или композиционных материалов. В статье основное внимание уделяется пластической деформации поверхностных слоев разрывных контактов в процессе замыкания, поскольку считается, что она напрямую связана с механизмом проводимостью контактов. Как показано, существенное влияние на деформацию контактных поверхно- стей оказывает и рабочая среда, в частности трансформаторное масло. Оценка влияния усилия сжатия на дефор- мацию контактной поверхности проводилась экспериментально с использованием метода голографической интер- ферометрии. Приведены результаты исследования, в которых указывалось, что для компактных и порошковых ма- териалов пластическая деформация внутри и вокруг зоны микроконтактов указывается упрощенно, что требует экспериментального уточнения. Библ. 7, табл. 2, рис. 4. Ключевые слова: электрические контакты, контактные поверхности, деформация контактных материалов, метод голографической интерферометрии. Введение. Механизм проводимости тока через контакты определяется состоянием контактных по- верхностей и условиями контактирования. Известно, что усилие сжатия является одним из основных фак- торов, формирующих характер контактного взаимо- действия. Без достаточного усилия сжатия растет пе- реходное сопротивление, или полностью нарушается проводимость контактов. Проводимость пропорцио- нальна усилию сжатия, приводящему вначале к упру- гой, а затем и к пластической деформации контактных поверхностей. Естественно, что вместе с изменением усилия сжатия, изменяется и внутреннее механиче- ское напряжение в контактном материале. Картина пластической деформации порошковых и композици- онных материалов имеет более сложный характер, чем для компактных (литых) материалов и оценка поведения поверхностей контакт-деталей из этих ма- териалов должна опираться на экспериментальные наблюдения, а не упрощенные модели. Целью статьи является демонстрация возмож- ности использования метода голографической интер- ферометрии для оценки пластической деформации в зоне контактного взаимодействия. Моделирование взаимодействия контактных поверхностей. Экспериментально доказано, что с уменьшением усилия сжатия в 2 раза, переходное сопротивление контакт-деталей в зависимости от их размеров может увеличиться в 4 и более раз. Для сильноточных контактов существует эмпирическая зависимость [1], показывающая, что переходное со- противление Rп, в основном, является функцией уси- лия сжатия, а роль других факторов, например по- верхностных пленок – второстепенна и учитывается поправочными коэффициентами: . )1,0( ) 3 2 1( K п mP Tk R    где  – температурный коэффициент сопротивления, 1/°C; Т – температура нагрева контакта, С; PK – сила сжатия контактов, Н; k, m – коэффициенты, учиты- вающие материал контактов и характер контактиро- вания. Желание найти общие закономерности пере- ходного сопротивления от усилия сжатия приводит к моделированию контактных задач на упрощенных моделях. Например, при моделировании контактного взаимодействия в виде сжатия двух упругих сфери- ческих поверхностей. Согласно формуле Герца, ра- диус площадки контактирования такой модели будет равен: ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 13 3 прК9,0 E rP r  , где PK – сила сжатия контактов; rпр – приведенный радиус кривизны контактных поверхностей; Е – мо- дуль упругости контактных материалов [2]. В этом случае переходное сопротивление может быть выражено формулой . 3/1 К п P R   В диапазоне усилия сжатия от 20 до 500 Н, что характерного для большинства коммутационных уст- ройств, значения эмпирического коэффициента  можно принять следующие: для меди 47·10-6 Ом·кг1/3; для латуни 200·10-6 Ом·кг1/3. При пластическом характере контактного взаи- модействия, когда радиус площадки смятия определя- ется уравнением , см К   P r где см – временное сопротивление смятию контакт- ных материалов, то переходное сопротивление кон- такта оценивается как [2] , 2/1 К п P k R  где коэффициент k для некоторых видов контактных материалов представлен в табл. 1. Таблица 1 Свойства контактных материалов Материалы контактов Коэффициент k для сильноточных контактов, Ом кг1/2 Медь Серебро Латунь Сталь 1,0·10-4 0,5·10-4 6,7·10-4 7,6·10-4 Соотношение между приложенной нагрузкой и фактической площадью контакта может быть пред- ставлено как iAHP 1K , где 1/31 − коэффициент, учитывающий упругую составляющую деформации контактных поверхно- стей; H – твердость контактных материалов с учетом температуры; Ai – площадь фактического контакта. Руководствуясь подобными моделями, контакт- ную задачу на ЭВМ решают численными методами с одновременной оценкой зон контактного взаимодей- ствия с упругой и пластической деформацией. Существуют пакеты программ, позволяющие моделировать эти процессы и обеспечить их кон- троль. Таким требованиям во многом отвечают паке- ты программ для конечно-элементного анализа (на- пример ANSYS), которые в последнее время широко используется в расчетах различных механических конструкций. Общий подход к решению задач контактного взаимодействия твердых поверхностей сводится к поэтапной реализации следующих базовых шагов расчета [3]: 1. Создание твердотельных объектов, которые ото- бражают геометрию замыкаемых контактов, и их се- точное разбиение. 2. Установление контактной пары. 3. Назначение целевой и контактной поверхностей, элементы которых связаны между собой физическими постоянными и позволяют учесть кинематику кон- тактной деформации. 4. Установление ключевых опций элементов и ре- альных постоянных контактирующих поверхностей. 5. Определение движения жесткой контактной по- верхности. 6. Задание необходимых граничных условий. 7. Задание опций силового нагружения и решения задачи. 8. Решение контактной задачи. 9. Анализ результатов. В качестве примера может быть рассмотрена двухмерная картина контактного взаимодействия главных контактов контактора РПН типа КНОА 110/1000. На рис. 1 представлены элементы контакт- ной пары в виде замкнутых упругопластических тел, покрытых сеткой конечных элементов (КЭ). Рис. 1. Пример использование конечно-элементного анализа для изучения взаимодействия контактных пар: 1 − подвижный контакт; 2 – неподвижный контакт Внедрение таких методик при условии стабиль- ности механических свойств контактных поверхно- стей, позволит решать контактные задачи оперативно и с большей точностью. Однако при оценке влияния силы сжатия необходимо учитывать механические характеристики контактных материалов (при рабочих температурах), конфигурацию и микрогеометрию контактирующих поверхностей, а также механиче- ские и адгезионные свойства поверхностных пленок и др. Такое количество факторов позволяет утверждать, что аналитическим путем нельзя установить общую закономерность для усилия сжатия, гарантирующего оптимальную работу контактов [4]. Экспериментальное определение деформации контактной поверхности. Методы моделирования не позволяют достаточно полно учитывать реальный ха- рактер взаимодействия контакт-деталей при длитель- ной эксплуатации, в силу развития деструктивных процессов на их поверхностях. Это не только экрани- рующее действие поверхностных пленок, влияние ко- торых хорошо известно [5], но и пластическая дефор- мация поверхности контактов. Причиной этому может служить завышенное значение силы сжатия контакт- ных поверхностей, электротермические процессы, а также пластифицирующий эффект окружающей среды, например трансформаторного масла. 14 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 В целом, деформация поверхностного слоя имеет сложный механизм, поскольку пластичный контактный материал способен не только растекаться, но и вне- дрятся в тело контакта. Под действием усилия сжатия изменяется и внутреннее механическое напряжение в контактном материале. Усилие сжатия, устанавливае- мое в значениях максимально возможных для конкрет- ной контактной пары, не только улучшает проводи- мость, но и приводит к деформации и разрушению контактных поверхностей при эксплуатации, а, следо- вательно, снижает их работоспособность. Особенно наглядно эти процессы проявляются в контактных парах из порошковых и композиционных материалов. Широкое применение многокомпонент- ных порошковых материалов для разрывных контак- тов в сильноточных коммутационных устройствах является обычной практикой. Работа таких материа- лов вызывает интерес в силу их специфического по- ведения, что требует более подробного изучения. Многокомпонентные порошковые и композици- онные материалы, как правило, обладают достаточно высокой прочностью, что объясняется наличием кар- касной структуры. Рассмотрим это на примере кон- тактного материала КМК-Б20, применяемого для сильноточных контактов в контакторах РПН (рис. 2). а б Рис.2. Структура многокомпонентного порошкового материала (а) и модель контактной поверхности (б) Каркас, состоящий из твердых соединений на основе W, Ni или Ti, Cr, Zr воспринимает основную механическую нагрузку от усилия сжатия и смеще- ния, что стабилизирует величину деформации внутри материала и на контактной поверхности. Для улучше- ния антифрикционности и обеспечения значений твердостей контактной пары в состав материала вво- дят твердые смазки в виде дисульфида молибдена, графита и ряда других. Пластичная электропроводная основа (медь) порошкового материала во многом раз- гружается от приложения усилия сжатия и усилия смещения, а ее только объёмы, прилегающие к зоне непосредственного контакта, испытывают напряжен- ное состояние. Кроме диссипации механической энергии вслед- ствие сжатия и трения контактных поверхностей при переключении, происходит и накопление остаточных напряжений на площадках фактического контакта [6]. Вследствие случайности формы и размеров шерохо- ватостей, а также их местоположения на поверхности трения, остаточные напряжения случайным образом распределяется по поверхности и во времени. Суще- ственную роль при этом играет и пористость структу- ры. Если на одних участках в данный момент времени идет накопление внутренней энергии (упругая дефор- мация), то на других этот процесс может, достигнув максимума затухать с выделением тепла или образо- ванием очагов разрушения. Область повышенной пластичности в общем случае, совпадает с областью наибольших механических напряжений, т.е. с цен- тральной областью площадки касания. После много- кратных циклов замыкания-размыкания контактов создаются предпосылки для зарождения трещин, при- водящие к разрушению рабочих поверхностей кон- тактной пары. Наличие стохастически расположенной в порошковом материале пористости проявляется трещинами разрушения и податливостью в зоне кон- тактирования. Отклонения в поведении поверхностей контактов из компактных и порошковых материалов, можно на- блюдать на модели контактной пары в конструкции РПН типа PHTA 35/320. Для сравнения материалами подвижных контактов были выбраны медь М1 и порош- ковый материала КМК-Б20. Материалом неподвижного контакта в обоих случаях была латунь ЛС59-1. В эксперименте была использована методика ис- следование контактного взаимодействия твердых тел с помощью голографической интерферометрии, по- зволяющая регистрировать вектор смещения точек приконтактной области путем двойной экспозиции объекта наблюдения при освещении источником ко- герентного излучения. В процессе эксперимента контакты закреплялись в опорной призме с нагружающим устройством и яв- лялись объектом съемки в голографической схеме, как показано на рис. 3. Первоначально проводилась съемка контактов на пластинку в ненагруженном со- стоянии. В дальнейшем проводится повторное экспо- нирование нагруженных контактов силами сжатия Р, Q1, Q2 на ту же фотопластинку. Если полученную таким образом дважды экспо- нированную голограмму осветить копией опорной волны, то наблюдается голографическое изображения контактной пары с наложением сетки интерференци- онных полос. Полосы локализованы как на объекте съемки, так и на прилегающей к нему зоне. Фотоко- пии таких голограмм представлены на рис. 4. Количественная оценка деформации контактной поверхности проводилась путем отслеживания откло- нения интерференционных полос от так называемой полосы нулевого порядка. В нашем случае интерфе- ренционная полоса нулевого порядка определяется как единственная, не изменяющая своего положения при двойном экспонировании. Визуально это опреде- ляется как максимально яркая полоса на интерферо- грамме [7]. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 15 Рис. 3.Схема голографического интерферометрирования по методу двойной экспозиции: 1 − лазер ЛГ-38; 2 – делитель; 3 − зеркало; 4 – линза; 5 – объект; 6 – фотопластинка а б Рис. 4. Схема нагружения (а) и голограмма контактной пары (б): 1, 2  неподвижный и подвижный контакты; 3  опорная призма Определение деформации проводилось по сним- кам с учетом положение интерференционной полосы нулевого порядка и вектора перемещения направлен- ного перпендикулярно поверхности контактирования. Различие в податливости участков контактных по- верхностей хорошо заметно по количеству полос ин- терференции. Чем теснее их сетка, тем больше пере- мещение. На это наглядно указывает разница полос на стальной призме и на контакте. Расчет перемещения контактной поверхности сводился к умножению порядкового номера интерфе- ренционного максимума на численное значение дли- ны волны источника излучения (в нашем случае 0,3162 мкм). Условно обозначив на снимке порядко- выми номерами светлые полосы, определяли смеще- ния по формуле . 2 )(   N xZ где Z(x)  перемещение, мкм; N  число полос;   длина волны, мкм. Изучение перемещений контактной поверхности проводилось в статическом режиме. В процессе экс- перимента силу P изменяли ступенчато в диапазоне изменения силы сжатия контактов реального устрой- ства. При этом была возможность в зону контактиро- вания подавать трансформаторное масло, что имити- ровало условия работы контактов в маслонаполнен- ных коммутационных устройствах. Данные, получен- ные в результате использования следующей методи- ки, представлены в табл. 2. Таблица 2 Максимальные перемещения контактных поверхностей при различных условиях нагружения, мкм Нагрузка Р, Н Материал 1300 2700 4000 Твердость НВ М1 0,632/1,264* 1,264/3,160* 4,100/8,010* 100-110 КМК-Б20 0,630/1,900* 1,900/6,320* 4,480/8,220* 120-150 *присутствие трансформаторного масла в зоне контакта По результатам эксперимента видно, что сравне- ние степени деформации контактных поверхностей из компактных (литых) и порошковых материалов по критерию их твердости не достаточно корректно, по- скольку на деформацию контактной поверхности большое влияние оказывают неоднородность струк- туры и пористость порошковых материалов. Данным методом возможно определять предель- ную нагрузку для контактных материалов не прибегая к их разрушению, а также прогнозировать поведения контактов при длительной эксплуатации. Выводы. 1. Методом голографической интерферометрии возможно исследовать взаимодействие поверхностей разрывных контактов сильноточных коммутационных устройств. Экспериментально полученные результаты дают более точную картину деформации контактной поверхности с учетом множества факторов, которые нельзя учесть при моделировании. 2. Обнаружено влияние на деформацию контакт- ных поверхностей внешней среды в маслонаполнен- ных коммутационных устройствах, которая при больших нагрузках более чем в два раза увеличивает перемещение контактной поверхности без видимых повреждений при сжатии. 3. Использование экспериментального метода оп- ределения перемещения приконтактной области по- зволяет оптимизировать работу разрывных контактов из композиционных и порошковых материалов. На- пример, установлено, что для контактора РПН РНТА 35/320 усилие сжатия не должно превышать 4060 Н, а максимальная деформация контактной поверхности значений 8-11 мкм. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Таев И.С. Электрические аппараты управления. – М.: Высшая школа, 1984. – 243 с. 2. Буткевич Г.В. Основы теории электрических аппаратов. – М.: Высшая школа, 1970. – 600 с. 3. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах. – М.: Компью- тер Пресс, 2002. – 224 с. 4. Мерл В. Электрический контакт. Теория и применение на практике. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. – 82 с. 5. Мышкин Н.К. Электрические контакты. − Долгопруд- ный: Интеллект, 2008. – 560 с 6. Кащеев В.Н. Процессы трения в зоне фрикционного контакта металлов. – М.: Машиностроение, 1978. – 211 с. 16 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 7. Гинзбург В.М., Степанова Б.М. Голография. Методы и аппаратура. – М.: Советское радио, 1974. – 376 с. REFERENCES 1. Taev I.S. Elektricheskie apparaty upravleniia [Electrical control apparatus]. Moscow, Vysshaia shkola Publ., 1984. 243 p. (Rus). 2. Butkevich G.V. Osnovy teorii elektricheskikh apparatov [Basic theory of electrical apparatus]. Moscow, Vysshaia shkola Publ., 1970. 600 p. (Rus). 3. Basov K.A. ANSYS v primerakh i zadachakh [ANSYS in examples and tasks]. Moscow, Komp'iuter Press Publ., 2002. 224 p. (Rus). 4. Merl V. Elektricheskii kontakt. Teoriia i primenenie na praktike [Electrical contact. Theory and practical application]. Moscow-Leningrad, Gosenergoizdat Publ., 1962. 82 p. (Rus). 5. Myshkin N.K. Elektricheskie kontakty [Electrical contacts]. Dolgoprudnyi, Intellekt Publ., 2008. 560 p. (Rus). 6. Kashcheev V.N. Protsessy treniia v zone friktsionnogo kon- takta metallov [Friction process in metal contact frictional zone]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1978. 211 p. (Rus). 7. Ginzburg V.M., Stepanova B.M. Golografiia. Metodyiappa- ratura [Holography. Methods and equipments]. Moscow, Sovet- skoe radio Publ., 1974. 376 p. (Rus). Поступила (received) 22.10.2015 Волкова Ольга Григорьевна1, к.т.н., доц., Жорняк Людмила Борисовна1, к.т.н., доц., 1 Запорожский национальный технический университет, 69063, Запорожье, ул. Жуковского, 64, тел/phone +380 6127 698304, e-mail: volkova@zntu.edu.ua O.G. Volkova1, L.B. Zhornyak1 1 Zaporozhye National Technical University, 64, Zhukovsky Str., Zaporozhye, 69063, Ukraine. Investigation of high-current interrupting contacts working surfaces mechanical interaction nature. Introduction. The nature of the interaction of high-working sur- faces of the electrical contact uniquely affects their performance. By the failure of the contacts in the main drive processes resulting from complex destructive factors affecting their performance. However, not all processes are studied in detail and give in mod- eling. The purpose of the paper is to show the possibility of using the method of holographic interferometry to estimate the plastic deformation in the zone of contact interaction. One of the signifi- cant factors affecting the work of the contact pair is the compres- sive force of the contact surfaces. Compression discontinuous contact is directly connected with the processes of elastic and plastic deformation of the contact material, which is particularly evident in the contact details of the powder or composite materi- als. The paper focuses on the plastic deformation of the surface layers of discontinuous contact in circuit, it is believed that it is directly related to the mechanism of conductivity of contacts. As shown, a significant effect on the deformation of the contact sur- faces and renders the working environment, in particular trans- former oil. Methodology. Assessing the impact of compression forces on the deformation of the contact surface was conducted experimentally using the method of holographic interferometry. Results. Experimental studies, which indicated that the compact and powder materials plastic deformation in and around the area microcontacts simplistically stated that requires experimental verification. A method for evaluating the state of stress, which affects the formation and destruction of the local contact spots. Practical value. Using the experimental method of determining the movement of the contact region allows you to optimize dis- continuous contacts from composite and powder materials. References 7, tables 2, figures 4. Key words: electrical contacts, contact surfaces, deformation of contact materials, method of holographic interferometry.

Исследование характера механического взаимодействия рабочих поверхностей сильноточных разрывных контактов

Репозитарії

Схожі ресурси