Сухой контакт¶

Сухой контакт — это электрический контакт, работающий без жидкой или газообразной среды, то есть в обычных атмосферных условиях, при котором соединение электрических цепей осуществляется непосредственным касанием токоведущих поверхностей. Термин «сухой» подчёркивает отсутствие диэлектрической жидкости (трансформаторного масла, эмульсии) или ионизированного газа, характерных для «мокрых» контактов, работающих в масляных выключателях или газоразрядных устройствах.

¶Принцип работы

Сухой контакт замыкается и размыкается механическим сближением двух (или более) токоведущих элементов — контактов. При соприкосновении ток проходит через участки реального (микроскопического) контакта, поскольку поверхности металлов неровны и касаются друг друга лишь на отдельных асперсиях. Сопротивление сухого контакта складывается из сопротивления стяжения (области сжатия металла на асперсиях) и переходного сопротивления, обусловленного оксидными плёнками и загрязнениями.

При размыкании контакта между разводимыми поверхностями возникает электрическая дуга — если цепь под напряжением и ток достаточен для её поддержания. Дуга вызывает эрозию контактов, поэтому материал и конструкция сухих контактов рассчитываются на ограничение дугового разряда: применяют дугогасительные камеры, магнитные дутья, разделение контакта на несколько последовательных разрывов.

¶Материалы контактов

Для сухих контактов применяют материалы с высокой электропроводностью, малым окислением и стойкостью к эрозии:

Серебро и серебряные сплавы (с оксидом олова, оксидом кадмия, вольфрамом) — основной материал для силовых контактов.
Медь и медные сплавы — применяются в низковольтных устройствах, но склонны к окислению.
Вольфрам, молибден — используются там, где важна стойкость к дуге, например в контакторах.
Платина и её сплавы — для прецизионных и малотоковых приборных контактов.
Контактные пластмассы — композиты на основе серебра или меди, применяются в слаботочной аппаратуре.

¶Классификация

По назначению сухие контакты делятся на:

Силовые — коммутируют токи от десятков ампер до нескольких килоампер (контакторы, автоматические выключатели, реле).
Слаботочные — работают с токами в миллиамперы и микроамперы (приборные реле, герконы, тумблеры).
Разделительные — обеспечивают гальваническую развязку при передаче сигнала (оптопары, ёмкостные и индуктивные развязки).

По характеру движения различают неподвижные и подвижные контакты, а также контакты с самоподжатием (когда упругий элемент компенсирует износ и вибрации).

¶Применение

Сухие контакты используются практически повсеместно в электротехнике:

Электрические реле и контакторы — коммутация нагрузок в системах автоматики, электроустановках, электротранспорте.
Автоматические выключатели и предохранители — защита линий и оборудования.
Клавиши, тумблеры, разъёмы — бытовая и промышленная аппаратура.
Герметизированные контакты (герконы) — работа в среде инертного газа, но без жидкости.
Скользящие контакты — токосъёмники электропоездов, коллекторы электродвигателей, щётки генераторов.
Контактные группы вилок и розеток — соединение бытовых приборов с сетью.

¶Особенности и ограничения

Основные проблемы сухих контактов — окисление поверхностей, износ, приваривание контактов при малых токах (так называемое «прилипание») и эрозия при дуге. Для борьбы с окислением применяют благородные металлы, защитные покрытия, а также конструкции с самоочищением (скольжение контактов друг о друга). Для ограничения дуги используют дугогасительные устройства, а в слаботочных цепях — конструкции с минимальной индуктивностью и снабберные цепи.