ДОПУСТИМОЕ ПРЕВЫШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ АППАРАТОВ В НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ
Для того чтобы аппарат надежно работал в нормальном режиме (ток не больше номинального и т.п.), нормируют предельно допустимую температуру токоведущих частей. Однако надо помнить, что одно только выполнение норм не решает задачу, так как надежность в большей степени зависит от конструкции, технологии, качества материалов и изготовления, чем от выполнения норм.
В соответствии с ГОСТ [1.1, 1.4] превышения температуры частей аппаратов над 40 °С, находящихся в воздушной среде, при номинальном токе и напряжении составляет 105 °С. При соединении подводящих проводников, сечение которых не меньше наименьшего допустимого по нормам нагрева проводов, кабелей и шин общего применения и имеющих неподгоревших, неизношенных, чистых (зачищенных) контактов, должны иметь следующие значения: контакты, коммутирующие главные цепи: а) медь; б) серебро, серебро - окись кадмия, серебро - окись меди; блок-контакты из серебра - 55 °С; 65 °С; 95 °С. Контактные соединения внутри аппарата, кроме паяных и сварных составляют: а) из меди и ее сплавов, из алюминия и его сплавов без защитных покрытий; б) из меди и ее сплавов, из алюминия и его сплавов и из низкоуглеродистой стали, защищенные от коррозии неблагородным металлом, обеспечивающим стабильность переходного сопротивления лучше меди, 55 °С; стыковые 160 °С; скользящие 80 °С; в) из меди и ее сплавов и из низкоуглеродистой стали, защищенные от коррозии серебром. Контактные соединения, паяные мягкими оловяни- стыми припоями, когда пайка является главным способом, обеспечивают механическую прочность при 60 °С.
Допустимую температуру шин, соединяющих аппараты внутри распределительных устройств, можно принимать такой же, как и вышеуказанную для контактных соединений внутри аппарата.
Указанные выше контакты (контактные накладки, гальванопокрытия) должны иметь такую толщину слоя, чтобы после испытаний на механическую и электрическую износоустойчивость и коммутационную способность контактирование происходило по тому же материалу, что и до испытания.
Хотя нормы и допускают на стыковых серебряных главных контактах температуру 200°С (160 + 40), однако обычно их температура ограничивается допустимым нагревом присоединительных зажимов и термостойкостью соседних частей (пружин, изоляции и т.п.). Ограничение температуры скользящих серебряных контактов до 120 °С вызвано тем, что при больших температурах при взаимном перемещении деталей серебро сильно задирается.
При медных контактах допускается значительно меньшая температура, чем при серебряных, потому что они интенсивно окисляются. Для аппаратов управления, работающих в прерывистопродолжительном режиме, вышеуказанный ГОСТ [1.1] допускает превышение температуры медных контактов, на 10 °С большее, чем в продолжительном режиме (т.е. 65 °С). Прерывисто-продолжительный режим означает, что работа под нагрузкой без отключения продолжается больше времени, необходимого для достижения установившейся температуры частей, но через интервалы времени, указываемые в информационных материалах, эта аппаратура должна отключаться и вновь включаться. Имеется в виду, что этот интервал не больше 8 ч (длительность рабочей смены). Требование это вытекает из того, что аппаратура управления хотя бы 1 раз в смену нормально отключается на время перерывов. Практически для аппаратуры управления характерна гораздо большая частота отключения. С точки зрения способности аппарата длительно проводить ток продолжительный режим является более тяжелым, чем прерывисто-продолжительный, так как в последнем режиме включение и отключение способствуют очистке контактов от окис- ных и других пленок, вызывающих сильное увеличение переходного сопротивления и рост температуры контактов.
Если аппарат распределения энергии погружен в масло, то ГОСТ [1.1] допускает превышение температуры масла в верхнем слое 40 °С и деталей в масле 50 °С, за исключением коммутирующих контактов из меди, для которых принято 40 °С (учитывая возможность роста переходного сопротивления), и катушек, для которых принято 60 °С (учитывая, что это среднее превышение температуры меди обмотки, а не температура поверхности).
Вышеуказанные нормы на превышения температуры присоединительных зажимов согласно ГОСТ [1.4] не распространяются на аппараты, содержащие элементы теплового действия (например, плавкие вставки, тепловые расцепители), так как в этом случае иногда их затруднительно выдержать из-за дополнительного нагрева от элемента теплового действия. Такие аппараты надо чаще осматривать в эксплуатации. Для одного из наиболее распространенных аппаратов управления с тепловым реле магнитного пускателя МЭК установила допустимое превышение температуры присоединительных зажимов 70 °С. При этом МЭК исходила из того, что средняя дневная температура среды не превосходит 35°С и от зажима до опасной точки, где соединяются провода разных фаз, имеется перепад температуры по меньшей мере 5 °С, таким образом, в опасной точке провода с поливинилхлоридной изоляцией будут иметь 100 °С. Этот изоляционный материал (обычного, нетеплостойкого, наиболее широко распространенного исполнения) длительно допускает с сохранением гибкости только 70 °С. Однако МЭК учитывает, что при 100 °С еще не наступает быстрого старения, после монтажа сохранение гибкости не требуется, нагрузка и температура среды не бывают все время предельно допустимыми. Правила МЭК на предохранители устанавливают допустимое превышение температуры зажимов для присоединительных проводников 65 °С [1.3].
ГОСТ [1.5, 1.6] допускают превышение температуры главных контактов предохранителей 85 °С (нож патрона - стойка). Для них рекомендуется гальванопокрытие. За границей широко применяют серебрение.
ГОСТ [1.1] в некоторых случаях устанавливает для аппаратов управления большие допустимые превышения температуры, чем для аппаратов распределения энергии, а именно для: масла в верхнем слое; деталей в масле, катушек; катушек с изоляцией класса А в воздухе.
Для катушек с изоляцией других классов в воздухе на 20 °С больше (т.е. 60°С). На 15 °С больше (т.е. 65 °С, если не ограничено другими требованиями), на 15 °С больше (т.е. 80 °С).
В действующих ГОСТ и правилах МЭК допустимое превышение температуры катушек аппаратов управления примерно одинаково: для изоляции класса А по ГОСТ 40 °С при напряжении 105 % номинального, а по МЭК 75°С при номинальном напряжении. Однако МЭК в 1968 г. приняла решение повысить температуру на 10 °С но отношению к вышеуказанному. Это вызвано тем, что при больших температурах при взаимном перемещении деталей серебро сильно задирается.
Более низкие температуры частей аппаратов распределения энергии вытекают из требований о большей надежности их.
В случае, если температура среды отлична от 40 °С, все указанные в настоящем параграфе допустимые превышения температуры должны быть изменены так, чтобы допустимая температура частей сохранилась неизменной.
Приведенные выше превышения температуры допустимы лишь в случае, когда температура токоведущей части не превосходит предела, допустимого для изолирующего материала, и когда конструкция обеспечивает нажатие на контакты, практически не изменяющиеся под действием допустимого нагрева. Для создания нажатия не рекомендуется использовать пружинение меди, так как уже при 75 °С она теряет свои пружинящие свойства. В эксплуатации из-за коррозии контактов превышение температуры может быть большим. Это допустимо, если не нарушается изоляция, нет прогрессивного роста температуры контакта и не нарушаются функции, выполняемые аппаратом. В противном случае обслуживающий персонал должен зачистить контакты и восстановить требуемое нажатие.
