Все мы с вами прекрасно знаем, что согласно ПУЭ существует несколько разрешенных способов соединения проводников, а именно: опрессовка, сварка, пайка или использование сжимов. И, по большому счету, неважно, какой именно вид соединения будет выбран в том или ином конкретном случае. Самое главное, чтобы было обеспечено соединение с минимальным переходным сопротивлением. А почему это так важно я и расскажу вам в этой статье.
Что такое переходное контактное сопротивление
Итак, давайте разберемся, что же такое переходное контактное сопротивление, а для этого надо начать с контактного соединения.
Контактное соединение - это конструктивное устройство, в котором создается механическое и вследствие этого электрическое соединение двух и более проводников входящих в электрическую цепь.
В месте контакта двух проводников создается электрический контакт – токопроводящее соединение, в результате которого ток протекает из одного проводника в другой.
Причем если мы с вами просто приложим два проводника друг к другу, то это не обеспечит надежный контакт. Так как реальный контакт проводников осуществляется не по всей поверхности прислоненных пластин, а лишь в немногочисленных точках.
А все из-за того, что на проводнике присутствуют микроскопические ямы и бугры и даже тщательная обработка (шлифовка) не устранит такие неровности.
Получается, что из-за столь незначительного контакта поверхностей в данном месте будет довольно большое сопротивление протеканию тока.
Сопротивление в месте перехода тока из одного проводника в другой и получило название "Переходное сопротивление контактов."
Определение. Переходное контактное сопротивление – это активное сопротивление в месте перехода тока из одной детали в другую.
Величину такого сопротивления можно найти по формуле, которая была получена экспериментальным путем:
Как вы, наверное, заметили, если внимательно изучить формулу, то становится очевидно, что сопротивление контакта не имеет прямой зависимости от размера контактных поверхностей. И в этом случае для переходного сопротивления гораздо важнее сила давления (контактного нажатия).
Теперь давайте разберемся, что такое контактное нажатие
Контактным нажатием называется усилие, с которым оказывается давление одной контактной поверхности на другую.
Число контактных точек начинает увеличиваться по мере того, как возрастает сила нажатия. Причем даже при малом давлении процесс деформации вершин и впадин в значительной степени увеличивает число точек соприкосновения.
И именно по этой причине для создания надежного контакта используют разнообразные способы сжатия и скрепления проводников:
1. Механическое соединение с помощью болтовых соединений.
2. Использование пружин для упругого нажатия (Wago клеммники).
3. Сварка, пайка и опрессовка.
Получается, что переходное контактное сопротивление тем меньше, чем больше сила нажатия, а, следовательно, больше реальная площадь соприкосновения проводников.
Примечание. На первый взгляд кажется, что выше представленное утверждение не согласуется с экспериментально полученной формулой, но на самом деле все прекрасно согласуется. Ведь по формуле мы с вами высчитываем сопротивление в конкретной точке, но с ростом давления количество точек соприкосновения увеличивается, создавая в месте контакта все больше условно параллельных сопротивлений. А, как известно, при параллельном соединении суммарное сопротивление уменьшается.
Но при этом следует учесть, что увеличивать давление (тем самым снижая сопротивление) можно только до определенного уровня. Нельзя допускать пластических деформаций соединяемых проводников, ведь это может привести к их разрушению.
Также данное сопротивление зависит от температуры, ведь при нагреве проводника возрастает переходное контактное сопротивление. Еще следует учесть, что при росте температуры существенно быстрее изменяется удельное сопротивление материала, в результате чего переходное сопротивление наоборот уменьшается.
Получается, что небольшой нагрев не столь страшен, главное чтобы температура не превышала определенных рамок.
Изменение контактного сопротивления со временем
Как говорят классики: "Ничто не вечно под луной." Так дела обстоят и с надежно выполненным контактом. Минимальное переходное сопротивление у него будет лишь в самом начале, а во время эксплуатации оно может существенно измениться и вот почему.
Сильное влияние на такое сопротивление оказывает температура. Так даже при температуре в 20 градусов по Цельсию медь окисляется, в результате чего на поверхности жилы формируется оксидная пленка, которую достаточно легко разрушить.
А вот если температура провода в результате сильно возросшей нагрузки или плохого контакта возрастет до +70 градусов и более, процесс формирования оксидной пленки ускорится многократно, что приведет к еще большему увеличению сопротивления, а, следовательно, увеличит нагрев, что может привести к плачевным последствиям.
Но еще хуже дела обстоят с алюминием, ведь это очень активный металл и процесс формирования пленки из оксидов идет гораздо интенсивней. А сформированная пленка (в отличие от медной) очень устойчива и тугоплавка. Сопротивление окисла алюминия равно 10^12 Ом*см.
Отсюда следует вывод, что использовать алюминий для выполнения, например, домашней проводки, нежелательно. Ведь таким образом создать надежное контактное соединение со стабильно низким контактным сопротивлением будет достаточно сложно.
И, подводя итог всего вышенаписанного, хочу сказать, что какой бы вы не выбрали способ соединения проводов, самое главное, чтобы контакт был выполнен строго по всем правилам и требованиям, и тогда переходное контактное сопротивление будет минимально, и соединение при должном периодическом обслуживании (если это не сварка тут обслуживание не нужно) прослужит вам очень долго и безаварийно.
Понравилась статья, тогда ставим лайк. Если хотите высказать свои мысли, то прошу в комментарии и спасибо за уделенное время!
