Контактная аппаратура: виды и принципы работы

Контактная аппаратура — это совокупность устройств и элементов, обеспечивающих передачу электрического тока от одного проводника к другому. Она является ключевым звеном в системах электроснабжения и управления. В эту категорию входят такие компоненты, как контактор, контактный выпрямитель, датчик, провод, рельс, а также сам электрический контакт и контактная сеть.

Основные виды контактной аппаратуры

1. Контактор — это электромагнитное устройство, предназначенное для дистанционного и автоматического управления электрическими цепями. Оно оснащено контактами, рассчитанными на частое включение и отключение цепей переменного и постоянного тока низкого напряжения. Контакторы применяются для запуска и остановки электродвигателей, автоматизации производственных процессов и возбуждения мощных генераторов. Для постоянного тока выпускаются одно- и двухполюсные модели, а для переменного — многополюсные. При правильной эксплуатации контакторы способны выдерживать до 600 операций отключения в час.

2. Контактор постоянного тока используется для управления тяговыми двигателями в транспорте, таком как трамваи, троллейбусы и электрички. Он рассчитан на номинальный ток до 600 А при напряжении 650 В.

3. Контактор с качающимся якорем широко применяется в промышленности. Его конструкция включает угольник с сердечником, размещённым внутри катушки с обмоткой. Якорь магнитопровода, поворачивающийся на призме, оснащён подвижным контактом пальцевого типа, а неподвижный контакт расположен на изоляционной плите. При подаче напряжения на катушку якорь притягивается, замыкая контакты. Скорость нарастания магнитного потока зависит от параметров катушки и вихревых токов в магнитопроводе. Для гашения электрической дуги контакторы снабжаются специальными устройствами, создающими магнитное поле. Такая конструкция обеспечивает высокую износостойкость. Для снижения тока в катушке в схему добавляется «экономическое сопротивление».

4. Контакторы переменного тока предназначены для управления асинхронными электродвигателями, которые устанавливаются на станках и в лифтах зданий.

5. Механический контактор — это электрический выключатель, используемый для управления транспортными механизмами и арматурой трубопроводов с гидравлическими или пневматическими приводами.

6. Контактный выпрямитель — это электромагнитный преобразователь, который превращает переменный ток в постоянный. В его конструкции якорь совершает колебания с двойной частотой переменного тока, коммутируя его в полуволны постоянного тока.

7. Контактный датчик — это электро-контактная головка измерительного или регулирующего устройства. Она реагирует на различные параметры объекта: размер, форму, давление, температуру или скорость. Датчик может замыкать электрическую цепь. Его преимущества — простота конструкции и низкая стоимость. Однако из-за искрообразования контакты такого датчика подвержены быстрому износу.

8. Контактный провод — это голый воздушный провод (троллей), передающий электроэнергию движущимся электровозам через токоприёмник. Его изготавливают методом волочения из меди или бронзы. Для повышения износостойкости применяют алюминиевые провода со стальной контактной вставкой. Существует четыре основных профиля контактных проводов: круглый, желобчатый, восьмёрочный и овальный.

9. Контактный рельс — это стальной проводник, по форме напоминающий ходовой рельс. Он предназначен для передачи электроэнергии к движущимся электровозам через скользящий токоприёмник. Этот метод широко используется в метрополитене, туннелях и на участках, подверженных снежным заносам. Токоприёмник крепится к буксом под рессорами, что изолирует его от колебаний кузова транспортного средства.

10. Электрический контакт — это место соприкосновения двух проводников, через которое ток переходит от одного к другому. Различают несколько типов:

  • Неподвижный контакт, создаваемый с помощью сварки.
  • Подвижный контакт, где один проводник неподвижен, а второй (например, в выключателе) может приближаться или удаляться.
  • Скользящий контакт, где один проводник скользит по другому (как в асинхронных двигателях).
  • Катящийся контакт, где токосъёмный ролик катится по контактному проводу.
Важным явлением при работе контактов является электрическая эрозия — перенос материала с одного электрода на другой под действием электрического заряда.

11. Контактная сеть — это комплексная система, включающая провода, рельсы, токоприёмники и поддерживающие конструкции для передачи электроэнергии движущимся электромашинам (например, электровозам). На городских электрических дорогах для уменьшения числа опор часто применяют контактные подвески, к которым крепятся провода.