Какое соединение является контактным

4. Виды контактных соединений

Существуют различные технологические способы выполнения контактных соединений токоведущих частей электроустановок: электросварка контактным разогревом и угольным электродом, газоэлектрическая, газовая, термитная, контактная стыковая и холодная сварка давлением, пайка, опрессовка, скрутка, стягивание болтами (винтами).

Виды сварки, применяемые при контактных соединениях

Электросварку контактным разогревом применяют для оконцевания, соединения и ответвления алюминиевых проводов сечением до 1000 мм 2 , а также для соединения алюминиевых жил с медными; сварку контактным разогревом с использованием присадочных материалов – для соединения и оконцевания алюминиевых многопроволочных жил проводов и кабелей сечением до 2000 мм 2 . Электросварку угольным электродом применяют для соединения алюминиевых шин различных сечений и конфигураций. Газоэлектрическую сварку применяют в основном для соединения алюминиевых и медных жил. Достоинство газоэлектрической сварки состоит в том, что ее выполняют без флюсов, недостаток – относительно громоздкое оборудование плюс использование дорогого газа. По этой причине газоэлектрическую сварку применяют преимущественно для контактного соединения шин из алюминиевых сплавов и медных шин.

Газовая сварка применяется для соединения медных и алюминиевых проводов различных сечений и конфигураций (при этом необходимо громоздкое оборудование).

Термитной сваркой соединяют стальные, медные и алюминиевые провода и шины всех сечений. Наиболее целесообразно ее применение для соединения неизолированных проводов линий электропередач в полевых условиях. Для выполнения термитной сварки необходимо несложное оборудование, технологически она простая, но отличается повышенной пожароопасностью. Еще одно требование – создание специальных условий для хранения термитных патронов и спичек.

Термитно-тигельную сварку используют при соединении стальных полос контуров заземления и грозозащитных тросов.

Холодная сварка давлением применяется при соединении алюминиевых и медных шин средних сечений и однопроволочных проводов сечением до 10 мм 2 . Для ее выполнения не требуется дополнительных материалов и контактной арматуры.

Пайка контактных соединений.

Соединения алюминиевых и медных проводов любого сечения выполняют пайкой; этот способ не требует сложного оборудования, но трудоемок.

Опрессовка используется для выполнения контактных соединений алюминиевых, сталеалюминиевых и медных изолированных и неизолированных проводов сечением до 1000 мм 2 как в кабельных, так и на воздушных линиях. При оконцевании и соединении проводников особо тщательно необходимо подбирать наконечники, гильзы, а также пуансоны и матрицы.

Скручивание

Скручивание проводов и их соединение с помощью соединителей используют на линиях связи.

Использование способа контактного соединения зависит от материалов соединяемых проводников, сечения, формы и напряжения электроустановки, условий монтажа.

Воздушные линии (провода) до 1 кВ в пролетах соединяют скручиванием в овальных трубках, однопроволочные провода допускается соединять скручиванием с последующей пайкой или сваркой внахлестку (сварка встык однопроволочных проводов не допускается).

В петлях провода анкерных опор соединяют анкерными и ответвительными клиновыми зажимами, скручиванием в овальных трубках, плашечными или аппаратными прессуемыми зажимами и сваркой

§ 2.4. Конструкции контактных соединений

Число контактов РЭС соизмеримо с числом основных функ­циональных элементов (и даже превышает это число). По­этому стоимость производства и надежность эксплуатации РЭС в значительной степени определяются конструкцией контактов и технологией их реализации в производстве. Ос­новным назначением контактного соединения является переда­ча электрической энергии от одного проводника к дру­гому. Кроме того, контакт является: элементом конструкции, предназначенным для крепления элементов; точкой возможного разрыва цепи, облегчающей ее монтаж и обслуживание; точкой испытания схемы; каналом передачи тепла, выделяемого в элементах.

Основные виды контактных соединений (неразъемные, ограни­ченно-разъемные, разъемные) появились задолго до появления РЭС в микроэлектронном исполнении. Однако создание микро­электронной аппаратуры потребовало их дальнейшего развития с целью минимизации габаритов и массы, увеличения надежности; снижения стоимости производства и эксплуатации, обеспечения работы с милливольтовыми и микроамперными сигналами; повышения граничной частоты, обеспечения минимума излучения в окружающее пространство и т. д.

Неразъемные контактные соединения являются наиболее рас­пространенными в конструкциях РЭС ввиду их высокой надеж­ности, малых габаритов и низкой стоимости. Малые габариты обусловливают также хорошие частотные свойства контактов. Неразъемные контактные соединения реализуются пайкой, свар­кой, клейкой. Преимуществами контактирования пайкой являются простота процесса и хорошая ремонтопригодность. Технология накладывает ограничения на конструкцию. Так, для того чтобы припой заполнил зазор между металлизацией отверстия в плате и вставляемым в это отверстие выводом, зазор должен составлять 0,1 . 0,15 мм. При меньшем зазоре припой будет пористым, при большем — он может не проникнуть на всю толщину платы. В первом случае капиллярный эффект будет велик, а во вто­ром— слишком мал. При контактировании сваркой необходимо обеспечить локализацию тепла. Сварка с медной фольгой не дает стабильного качества из-за высокой теплопроводности меди (10 . 20% сварных контактов могут быть перегреты или недогре­ты). Поэтому материал контактной поверхности под сварку выбирается с меньшей, чем у меди, теплопроводностью (никель, нержавеющая сталь).

Рис. 2.17. Соединение сваркой контактного Рис. 2.18. Соединение лепе

лепестка из плакированного медью алюми — стка с листовым корпусом

ния с корпусом из алюминиевого сплава с холодной сваркой: 1—корпус;

помощью аргонодуговой сварки (а) и то — 2—плакирую­щий слой; 3—

чечной электросварки (б): 1 — место свар-

ки; 2—лепестки; 3—корпус; 4—плаки-

рованная поверхность; 5—компаунд

Иногда для контактирования несущей конструкции из литого алюминиевого сплава используется аргонодуговая сварка (рис. 2.17, а). В этом случае место контакта защищается от коррозии компаундом.

Контактирование клейкой осуществляется с помощью токо-проводящего клея, состоящего из мелкодисперсного серебра и эпоксидной связки. Ввиду высокой стоимости, неконтролируемого размера контактного соединения, низкой стабильности во времени этот метод широкого применения не нашел.

Контактные соединения, осуществляемые методом фрикционно-пластической деформации (для контактирования корпусов из легких ( например магниевых, сплавов), выполняются с помощью металлических заклепок или самонарезающих винтов (рис. 2.18, 2.19). Для защиты от коррозии место контакта защищается компаундом.

Рис. 2.19. Присоединение Рис. 2.20. Упругий металлический контакт,

лепестка к литому корпусу выполненный гибкой скобой (а) и

с помощью самона резаю с помощью прокалывающего изоляцию

щего винта: / — корпус, контакта (б)’.1 — контакт; 2—печатная

2—-лепесток, з— винт, плата; 3 — плоский кабель

4 –компаунд

Ограниченно-разъемное контактное соединение может осущест­вляться прижимом контактируемых поверхностей с помощью жесткого (земляная клемма на несущей конструкции), упругого металлического (рис. 2.20) или эластичного полимерного контакта (рис. 2.21). Эластичный контакт может быть получен путем нанесения на силиконовую резину или покрывающую ее по-лиимидную пленку проводящих линий (рис. 2.21, г, д), а также с помощью эластомера с наполнителем из мелкодисперсного серебра, меди, никеля, графита (рис. 2.21, з). При использовании позолоченных проводящих линий переходное сопротивление сос­тавляет около 0,003 Ом. В зависимости от количества наполнителя оно для эластомера с наполнителем может меняться от 0,1 до 1000 Ом. Эластомерные контакты могут/выпол­няться и в разъемном варианте. Преимуществами эластомерных контактов являются исключение арматуры, простота сборки и разборки, улучшенные частотные характеристики/ (работоспо­собность вплоть до частот 3. 5 ГГц), повышенная виброустойчивость (при достаточном прижиме).

Рис. 2.21. Варианты конструкции эластомерных контактов:

а—соединение печатных плат контактами с проводящими дорожками; 6—кнопка; в—соеди­нение ИС с гибкой печатной платой; г—соединение линий СВЧ; д — соединитель с проводящими дорожками; е— эластомерный носитель ИС со столбиковыми выводами; ж—соединение печатных плат контактами с проводящим объемом; з — эластомерный соединитель из чередующихся проводящих и непроводящих объемов; 1 — печатная плата; 2—тело эластомерного контактирующего элемента; 3 — проводящая дорожка; 4—гибкая печатная плата; 5—ИС с планарными выводами; 6 — прижимный эластомер; 7—подложка со схемой СВЧ; 8—кристалл ИС со столбиковыми выводами; 9 — объемный проводник; 10 —проводящий объем

Рис. 2.22. Низкочастотный соединитель непосредствен­ного контактирования: 1 -печатная плата ячейки, вставляемая в розетку; 2 — ро­зетка соединителя; 3— плата для межъячеечной коммутации

Разъемные контактные соединения позволяют увеличить ремонтопригод­ность при эксплуатации и упростить сборку РЭС. Однако при этом увели­чиваются масса, габариты и стоимость контактного соединения. Кроме того, ресурс разъемных соединений не пре­вышает нескольких тысяч соедине­ний/разъединений, а устойчивость к механическим и климатическим воздей­ствиям значительно хуже, чем у не­разъемных соединений. В конструкции РЭС широко применяются низко- и высокочастотные разъемные соединители. Различают низкочастотные соединители непосредст­венного контактирования (печатная плата — розетка соединителя, рис. 2.22), косвенного контактирования (вилка — розетка соедини­теля, рис. 2.23), с нулевым усилием сочленения (рис. 2.24).

Необходимость использования соединителей с нулевым уси­лием сочленения обусловлена: увеличением контактного давления с целью снижения переходного сопротивления; недопустимым увеличением усилия стыковки/расстыковки соединителя при числе контактов более 50; короблением плат, вызывающим неравно­мерное поджатие контактов и затрудняющим стыковку/рассты­ковку соединителей. Использование таких соединителей позволяет замыкать контакты в нужном порядке, например шины заземле­ния— шины питания—сигнальные шины при включении и в обратном порядке при выключении.

Соединение радиочастотных кабелей между собой и с РЭС или их частями осуществляется с помощью высокочастотных (коаксиальных) соединителей (рис. 2.25), которые различаются по типу соединения (резьбовое, врубное, байонетное) и по примене­нию (кабельное, приборное, переходное, разветвительное).

Требования к контактным соединениям. Одни требования являются общими для разъемных и неразъемных соединений, а часть—специфичными для того или иного вида контактныхсоединений. Общими требованиями являются минимальные пере­ходное сопротивление соединения и его нестабильность, доста­точная механическая прочность.

Разъемные контактные соединения характеризуются дополнительными параметрами: переходным сопротивлением (Ом) после заданного числа соединений разъединений; 0,01 + + (20. 30)% для новых кон­тактов; не более 0,02 бм после заданного числа соединений/разъединений; отсутствием гальванических пар при работе с микротоками; отсутствием перегрева при работе с большими токами (7доп= + 10. 150° С; при 200. 220° С происходит разло­жение оксидов серебра); ми­нимальным усилием соедине­ния/разъединения контактов.

Контактные пары, предназначенные для разъемного соеди­нения коаксиальных кабелей, характеризуются следующими дополнительными параметрами: максимальной граничной часто­той (превышение частоты может вызвать перегрев контактов); допустимой и номинальной мощностью; коэффициентом стоячей волны по напряжению; степенью излучения энергии.

Основными параметрами неразъемных контактных соединений являются: незначительное воздействие технологических факторов на соседние участки; хорошая ремонтопригодность; возможность механизации и автоматизации технологического процесса контактирования. Неразъемные контактные соединения ИС должны отвечать следующим дополнительным требованиям: прочность соединения должна быть не ниже прочности соединяемых элементов, возможность соединения элементов из различных материалов и различных типоразмеров (например, золотой проволоки диаметром 40 мкм и алюминиевой контактной площад­ки толщиной 1 мкм).

Рис. 2.23. Низкочастотные соединители с гиперболическими контактами: а—вилка штепсельная соединительная ГРПМ2; б—вилка соединительная ГРПМ9; в — гипер-болоидное гнездо соединителей типа ГРПМ; 1 — кольцо; 2—гильза; 3—упругая проволока; 4—штепсельное гнездо

Рис. 2.24. Соединитель с нулевым усилием сочленения для печатной платы: /—кулачковый ключ; 2 — замок; 3—печатная плата; 4 — розетка соединителя

При разработке конструкций электрических соединений оп­ределяют: сечение жил связей; конструкцию проводников (одножильный, многожильный, серебряный, луженый, с изоляцией или без нее, коаксиальный, экранированный, высоковольтный, низковольтный, печатный, пленочный и т., д.); конструкцию со­вокупности проводников (скрутка проводников, жгут круглого сечения, плоский кабель, печатный монтаж платы и т. д.); ме­тоды крепления отдельных проводников и их совокупности; расстояние между отдельными проводниками; взаимное расположе­ние проводников (ортогональное, под углом, параллельное); конструкцию контактных соединений (разъемные и неразъемные); расположение элементов согласования и фильтрации. При этом учитываются не только схемотехнические, но и технологические факторы: номенклатура используемых технологических процессов, их стабильность, характеристики оборудования и оснастки, параме­тры материалов конструкции; их устойчивость к технологическим воздействиям.

Рис. 2.25. Конструкция соединителя ВЧ (а) и схема монтажа в блоке без экрана(б) и с экраном (в):1 — ВЧ-соединитель; 2 — панель или стенка шасси; 3— шасси аппаратуры; 4 скоба креп­ления; 5 — коаксиальный кабель; 6 — проклад­ка; 7—изоляционная трубка; 8—лепесток за­земления; 9 — экран

Конструкция межплатных и межблочных электрических соеди­нений в значительной степени зависит от характера взаимно­го расположения плат и блоков (централизованное расположе­ние ячеек в блоке, децентрализованное расположение блоков), мощности, амплитуды, частотного диапазона сигналов, поме­хоустойчивости элементной базы. При централизованном рас­положении ячеек в блоке контактирование ячеек осуществляет­ся либо с помощью печатных контактных площадок, либо разъемными соединителями, установленными на платах. Ответ­ные части соединителей устанавливаются на коммутирующем основании блока, которое часто выполняется в виде печатной платы. Такая плата может быть либо двусторонней, либо многослойной, содержащей до 12 слоев коммутации. В ря­де случаев в дополнение к печатному может быть использован монтаж объемным проводом (например, для подвода питания). Неразъемное контактирование межблочных соединений осущест­вляется пайкой или накруткой. В последнем случае габариты его увеличиваются, но появляется возможность автоматизации монтажа, что особенно актуально для сложных наземных стаци­онарных РЭС.

Как при централизованном, так и при децентрализованном расположении блоки обычно объединяют с помощью объемного провода, а контактирование осуществляется разъемными соеди­нителями (низко- или высокочастотными). При большой длинемежблочных связей необходимо учитывать возможность искаже­ния и затухания сигналов, а также перекрестные помехи, что ограничивает длину связей и требует использования кабельных усилителей. Мощность, амплитуда и частотный диапазон сигналом влияют на выбор конструкции проводников (экранированный провод, коаксиальный кабель, одиночный провод без экрана, скрученная пара или тройка и т. д.) и сечения проводящей жилы В плоском кабеле для уменьшения взаимной связи сигнальные проводники часто отделяют друг от друга проводниками е нулевым потенциалом, а если рядом расположено несколько плоских кабелей, то между ними размещают экранирующие прокладки из медной фольги.

Основные параметры контактных соединений

Электрическим контактным соединением называется функциональный узел, с помощью которого соединяются две или несколько токоведущих деталей для перехода тока из одной детали в другую. Место, где ток из одной детали переходит в другую, называется электрическим контактом, а поверхности, на которых осуществляется электрический контакт, — контактными. Обеспечить в месте электрического контакта такие же условия прохождения тока, какие имеет сплошной проводник, практически невозможно, вследствие чего контактные соединения являются наиболее слабым местом электрического аппарата и требуют особого внимания, как при конструировании, так и при эксплуатации.

Основным параметром, обеспечивающим надежную работу любого типа контактного соединения, является контактное нажатие — усилие, с которым одна контактная поверхность воздействует на другую. Для взаимоподвижных контактов различают начальное контактное нажатие — усилие воздействия одной контактной поверхности на другую при первом соприкосновении контактов, т. е. до выбора провала, и конечное контактное нажатие — усилие воздействия одной контактной поверхности на другую при полностью включенных контактах, т. е. при полном выборе провала. Основным контактным нажатием, по которому ведется расчет, является начальное контактное нажатие, так как по мере износа контактов величина провала уменьшается и конечное контактное нажатие уменьшается до значения начального нажатия.

Взаимоподвижные контакты, как скользящие, так и размыкающиеся, кроме контактного нажатия характеризуются величиной провала контактов. Провалом контактов называется расстояние, которое проходит подвижный контакт с положения первого соприкосновения с неподвижным до полной остановки, определяемой конструкцией контактного соединения, если отсутствует неподвижный контакт. Провал контактов обеспечивает их надежную работу при износе.

Выбор контактами провала может сопровождаться процессом притирания контактов, который состоит из проскальзывания и переката контактных поверхностей относительно друг друга. Проскальзывание позволяет в процессе включения произвести зачистку контактных поверхностей от окисной пленки и грязи и улучшить работу контактного соединения в замкнутом положении. Перекат контактов как при включении, так и при выключении удаляет точку возникновения дуги или искры от места длительного соприкосновения контактов, способствуя этим улучшению работы контактного соединения в замкнутом состоянии.

Необходимо заметить, что если провал контактов абсолютно необходим для любого взаимоподвижного контактного соединения, то наличие процессов притирания определяется материалом контактов, их назначением, конструкцией и не является абсолютно необходимым для контактного соединения.

Кроме контактного нажатия и провала взаимоподвижные размыкающиеся контактные соединения характеризуются также раствором — наименьшим расстоянием между контактными поверхностями полностью разомкнутых контактов. Раствор обеспечивает надежную работу контактов в процессе размыкания электрической цепи и в разомкнутом состоянии.

Основные типы контактных соединений

Неразмыкающиеся (жесткие) контактные соединения применяются для жесткого крепления между собой отдельных токоведущих частей. К ним относятся соединения плоских шин, кабелей, места присоединения аппаратов к электрической цепи. Конструкция контактного соединения должна обеспечивать надежное сжатие контактных поверхностей и достаточно малое переходное сопротивление. С этой целью оба контакта скрепляются либо болтами, либо с помощью холодной или горячей сварки.

При соединении двух или нескольких шин прямоугольного сечения они должны быть предварительно зачищены от окислов и смазаны техническим вазелином. Необходимое сжатие контактных поверхностей обеспечивается путем подбора соответствующего числа болтов и определенной силы их затяжки. Величина момента при затяжке болтов контролируется специальным моментным ключом. После сборки весь контакт (и особенно швы) окрашиваются влагостойкой краской или лаком. В алюминиевых контактах болтовые соединения недостаточно надежны, поэтому в настоящее время алюминиевые контакты соединяются холодной или термитной сваркой.

Проводники круглого сечения соединяют с помощью концентрических зажимов или наконечников. Иногда для соединения проводников круглого сечения концы их расплющивают на плоскость, в центре которой высверливают отверстие под болт. Аналогичным образом соединяют плоские шины с проводниками круглого сечения. При больших токах круглый стержень с плоской шиной соединяют резьбовым соединением с помощью фасонной разрезной гайки.

Неразмыкающиеся контактные соединения подвижных элементов аппаратов используются для создания электрической цепи между подвижным и неподвижным контактами или для того, чтобы исключить возможность перемещения элемента неподвижного контакта под действием подвижного контакта.

Примером соединения такого типа является гибкая связь. Она изготовляется из медной ленты толщиной не более 0,1 мм или из многожильного медного плетеного проводника с диаметром жил 0,1 мм. Такие контакты применяются при перемещении подвижного элемента не более чем на 250 мм. При больших перемещениях и значительных номинальных токах используются скользящие и роликовые токосъемники.

Размыкающиеся контактные соединения являются основным элементом коммутационных аппаратов. Они применяются для размыкания и замыкания токоведущих частей в электрических аппаратах.

В контактных соединениях, рассчитанных на малые токи (до нескольких ампер), сопротивление контакта значительно изменяется под влиянием внешних условий. Поэтому, независимо от конструктивного исполнения контактов, стремятся иметь в них одноточечное соприкосновение. Это позволяет получить при малой общей силе нажатия относительно высокое удельное давление в контактной точке. Для этого, например, один из контактов выполняется полусферической формы или имеет закругленное острие, а другой изготовляется плоским.

Контактные соединения, рассчитанные на средние (до сотен ампер) и большие (до тысяч ампер) токи, делятся на главные и дугогасительные. Главные контакты предназначены для длительного протекания тока нагрузки. Дугогасительные контакты включаются параллельно главным и служат для разрыва дуги. Они рассчитываются на кратковременное протекание по ним всего тока при отключении аппарата. Сопротивление цепи главных контактов, меньше, чем дугогасительных, поэтому до 80% длительного тока протекает через главные контакты, имеющие малое переходное сопротивление.

Тело главных контактов выполняется из меди, а в местах соприкосновения — из серебра, в виде припаянных серебряных пластинок. Тело дугогасительных контактов выполняется из меди, а области контактирования — из дугостойкого материала или металлокерамики.

При отключении сначала расходятся главные контакты, но цепь для тока не разрывается, так как весь ток переходит на дугогасительные контакты. Дугогасительные контакты размыкаются в тот момент, когда расстояние между главными контактами достаточно для того, чтобы выдержать наибольшее напряжение, возникающее при гашении дуги на дугогасительных контактах.

Рис. 1.2.18. Пальцевая контактная система

При включении цепи вначале замыкаются дугогасительные, а затем главные контакты. Этим обеспечивается отсутствие дуги и оплавления, происходящих на главных контактах.

Иногда применяют систему из трех параллельных контактов: главных, предварительных и дугогасительных. Предварительные контакты облегчают переход тока с дугогасительных контактов на главные при замыкании и размыкании. При распределении тока между контактами основную роль играет взаимная индуктивность этих цепей.

Размыкаемые контактные соединения на средние и большие токи по конструктивному исполнению могут быть подразделены на

• пальцевые,
• мостиковые,
• врубные (ножевые),
• роликовые,
• стыковые,
• розеточные.

Рис. 1.2.19. Мостиковый самоустанавливающийся контакт

Проскальзывание и шероховатость поверхности контактов вызывают дополнительную их вибрацию при замыкании. Поэтому стремятся при сохранении перекатывания контактов проскальзывание их свести к минимуму. При достаточно большой частоте включения в таких аппаратах контакты можно выполнить из меди, так как контактные точки в этом случае очищаются от окислов электрической дугой. При малой частоте включения медные контакты будут перегреваться. В этом случае необходимы контакты из серебра или из сплавов на основе серебра (металлокерамики). Если в аппарате ось вращения контакта совмещена с осью вращения всей подвижной части, то в такой контактной системе будет отсутствовать перекатывание и проскальзывание контактов. В аппаратах с прямоходовой подвижной системой применяются мостиковые контакты. У мостиковых контактных систем отсутствует как проскальзывание, так и перекатывание контактов. Число контактных касаний у них удвоенное, вследствие чего может требоваться и увеличенное контактное нажатие общей контактной пружины по сравнению с пальцевыми контактами. На рис. 1.2.19 показан так называемый мостиковый самоустанавливающийся контакт. Он обладает возможностью свободно устанавливаться на поверхности и имеет максимальное число точек касания. Неподвижные контакты 1 и подвижный мостиковый контакт 3 имеют сферические цилиндрические напайки 2, выполненные из серебра или металлокерамики. Нажатие контактов создается пружиной 4. После касания контактов скоба 5 под действием якоря электромагнита может еще переместиться на величину, равную провалу контакта. В контактах рассматриваемой конструкции пленка окисла не стирается, поэтому медные контакты в такой системе не применяются.

Рис. 1.2.20. Врубные контакты

Врубные контакты приведены на рис. 1.2.20. Они состоят из неподвижной контактной стойки 1, в которую входит подвижный контактный нож 2. Контактные стойки выполняются из упругого материала (твердотянутая медь, специальная бронза) и имеют форму, которая придает им пружинящие свойства. В результате этого нож зажимается с некоторой силой между стойками. В процессе эксплуатации пружинящие свойства губок ослабляются и возрастает переходное сопротивление. Поэтому для получения достаточных нажатий и уменьшения переходного сопротивления во врубных контактах в настоящее время применяют стальные пружины 3 (рис. 1.2.20,а). Соприкосновение в таком контакте происходит по плоскости, и небольшой перекос контактных поверхностей приводит к значительному увеличению переходного сопротивления. В контактах, изображенных на рис. 1.2.20,б, соприкосновение происходит по линии. В такой конструкции при одинаковом нажатии достигается большое удельное давление и меньшее переходное сопротивление. В контактах, представленных на рис. 1.2.20,в, неподвижный контакт 1 охватывается подвижными контактными ножами 2, имеющими цилиндрические выступы. Нажатие осуществляется стальными пружинами 3. В такой конструкции при возможных перекосах линейный контакт не нарушается. Разновидностью врубного контакта является розеточный. У него роль ножа выполняет круглый штыревой контакт. Роликовый контакт состоит из двух неподвижных контактов, которые замыкаются подвижным роликом. В зависимости от формы контактной поверхности ролика (цилиндр или часть шара) контактное соединение будет иметь линейный или точечный контакт. Стыковым контактом называется контакт, у которого подвижный контакт перемещается перпендикулярно (или под каким-либо углом) к контактной поверхности. Причем с момента соприкосновения подвижного контакта с неподвижным его движение прекращается или происходит лишь в виде незначительного проскальзывания. Стыковые контакты выполняются в виде полых труб или сплошных металлических стержней с плоскими или сферическими контактными поверхностями. Такие контакты обладают большим переходным сопротивлением и требуют больших сил нажатия. Применяются они в основном как дугогасительные. Плоский контакт — скользящий, в нем подвижный контакт скользит по неподвижному, перемещаясь в одной плоскости с контактной поверхностью. Барабанный контакт — скользящий, здесь подвижный контакт скользит по неподвижному, перемещаясь по дуге поверхности цилиндра. В заключение рассмотрим параметры размыкаемых контактных соединений коммутационных аппаратов. Для надежного гашения дуги, образующейся при отключении, между неподвижными и подвижными контактами в отключенном состоянии должно быть определенное расстояние. Кратчайшее расстояние между неподвижным и подвижным контактами в разомкнутом положении называется раствором контактов. Величина раствора контактов обычно выбирается из условия гашения дуги. В процессе работы происходит изнашивание контактов. Для надежного их соприкосновения кинематическая схема аппарата должна позволять контактам соприкасаться раньше, чем подвижная система дойдет до упора. Так как контакт крепится к подвижной системе через пружину, то после соприкосновения с неподвижным контактом подвижный останавливается. Подвижная же система продолжает движение вперед до упора, сжимая дополнительно контактную пружину. Расстояние, на которое может сместиться место конечного касания подвижного и неподвижного контактов из положения полного замыкания, если убрать неподвижный контакт, называется провалом контакта. Одним из параметров, обеспечивающих надежную работу размыкающейся контактной системы, является контактное нажатие, т. е. усилие, с которым подвижный контакт воздействует на неподвижный. Усилие, приложенное к контактам при первом их соприкосновении, называется начальным контактным нажатием, а при полностью замкнутых контактах — конечным. Нажатие осуществляется контактной пружиной. Оптимальное нажатие на контакты определяет размеры аппарата и их коммутационные характеристики. От величины нажатия на контакты и жесткости контактных пружин зависит продолжительность вибрации при включении и условия сваривания контактов. Обычно конечное контактное нажатие превышает начальное в 1,5—2 раза. За последние годы широкое распространение в технике получили герметизированные магнитоуправляемые контакты — герконы. В простейшем виде геркон представляет собой стеклянный баллончик, заполненный инертным газом, в который впаяны два пластинчатых контакта из пермаллоя. При воздействии на геркон магнитного поля от тока катушки или постоянного магнита контакты замыкаются. При уменьшении напряженности магнитного поля пластины под действием упругих сил возвращаются в исходное положение и контакт размыкается. Для получения надежного контакта поверхности соприкосновения покрываются слоем благородного металла. По сравнению с электромагнитными реле герконы имеют высокую надежность и быстродействие. Время срабатывания и отпускания у них в 2—3 раза меньше, чем у обычных реле. Герконовые реле могут выполняться поляризованными, а также иметь «триггерный» алгоритм работы.