Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie		Imię i Nazwisko: Maciąg Andrzej Łyszczarz Piotr Miśtak Michał Kucharz Sergiusz
Laboratorium Aparatów Elektrycznych
Wydział: EAiE	Rok: 1997/98		Grupa studencka: EE
Kierunek: Elektrotechnika	Rok studiów: IV		Grupa ćwiczeniowa: B
Temat ćwiczenia: Badanie rezystancji zestyków.

I.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie zależności rezystancji zestyków w urządzeniach elektroenergetycznych od różnych czynników oraz sposobów oceny jakości zestyków w oparciu o pomiar spadku napięcia i temperatury.

II.Badanie wpływu różnych czynników na wartości rezystancji zestyków.

1. Zestyk aluminiowy

a) liniowy

I=20 [A]

-z rosnącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	Cśr [mΩ N]
1	0	35	1,75	0
2	98,1	34,7	1,735	7,65
3	196,2	30	1,5	10,4
4	294,3	21	1,05	9,46
5	392,4	19	0,95	10,32
6	490,5	17,5	0,875	10,98
7	588,6	14,5	0,725	10,24
8	686,7	11,7	0,585	9,14
9	784,8	11	0,55	9,37
10	882,9	10,3	0,515	9,42

-z malejącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [mΩ N]
1	882,9	10,3	0,515	9,48
2	784,8	10,4	0,52	8,86
3	686,7	10,7	0,535	8,36
4	588,6	11,6	0,58	8,2
5	490,5	13,3	0,665	8,35
6	392,4	16	0,8	8,68
7	294,3	20	1	9,0
8	196,2	23	1,15	7,96
9	98,1	26,2	1,31	5,77
10	0	34	1,7	0

b) Zestyk punktowy

-z rosnącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [mΩ N]
1	0	104	5,2	0
2	98,1	90	4,5	14,09
3	196,2	62	3,1	13,73
4	294,3	36	1,8	9,76
5	392,4	14	0,7	4,39
6	490,5	7,7	0,385	2,69
7	588,6	5,5	0,275	2,1
8	686,7	3,7	0,185	1,53
9	784,8	3,1	0,155	1,37
10	882,9	2,7	0,135	1,26

-z malejącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [mΩ N]
1	882,9	2,7	0,135	1,27
2	784,8	2,7	0,135	1,19
3	686,7	2,71	0,136	1,13
4	588,6	2,6	0,13	0,99
5	490,5	2,55	0,127	0,89
6	392,4	2,8	0,14	0,87
7	294,3	3,3	0,165	0,89
8	196,2	4,6	0,23	1,01
9	98,1	9	0,45	1,40
10	0	52	2,6	0

c)zestyk płaszczyznowy

- z rosnącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [m.Ω N]
1	0	27	1,35	0
2	98,1	22,3	1,115	10,94
3	196,2	19	0,95	18,64
4	294,3	17	0,85	25,02
5	392,4	16	0,8	31,39
6	490,5	16,2	0,81	39,73
7	588,6	17	0,85	50,03
8	686,7	16	0,8	54,94
9	784,8	15	0,75	58,86
10	882,9	14,5	0,725	64,01

- z malejącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [m.Ω]	C [m.Ω N]
1	882,9	14,5	0,725	64,01
2	784,8	14	0,7	54,94
3	686,7	14,5	0,725	49,79
4	588,6	15,2	0,76	44,73
5	490,5	15,7	0,785	38,5
6	392,4	17,2	0,86	33,75
7	294,3	21	1,05	30,9
8	196,2	24,8	1,24	24,33
9	98,1	42	2,1	20,6
10	0	90	4,5	0

R [mΩ]

F [N]

1-zestyk liniowy

2-zestyk punktowy

3-zestyk powierzchniowy

2. Zestyk miedziany

I = 20 [ A ]

a) zestyk liniowy

- z rosnącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [mΩ N]
1	0	0,78	0,039	0
2	98,1	0,72	0,036	0,16
3	196,2	0,70	0,035	0,24
4	294,3	0,63	0,0315	0,28
5	392,4	0,57	0,0285	0,31
6	490,5	0,52	0,026	0,33
7	588,6	0,47	0,0235	0,33
8	686,7	0,44	0,022	0,34
9	784,8	0,41	0,0205	0,35
10	882,9	0,39	0,0195	0,36

- z malejącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [mΩ N]
1	882,9	0,39	0,0195	0,36
2	784,8	0,39	0,0195	0,33
3	686,7	0,4	0,02	0,31
4	588,6	0,42	0,021	0,30
5	490,5	0,45	0,0225	0,28
6	392,4	0,47	0,0235	0,25
7	294,3	0,53	0,0265	0,24
8	196,2	0,59	0,0295	0,20
9	98,1	0,83	0,0415	0,18
10	0	1,9	0,095	0

b) zestyk punktowy

- z rosnącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [m.Ω N]
1	0	3,4	0,17	0
2	98,1	2,5	0,125	0,39
3	196,2	1,4	0,07	0,31
4	294,3	1,2	0,06	0,32
5	392,4	1,05	0,0525	0,33
6	490,5	0,85	0,0425	0,30
7	588,6	0,75	0,0375	0,29
8	686,7	0,67	0,0335	0,28
9	784,8	0,6	0,03	0,27
10	882,9	0,55	0,0275	0,26

- z malejącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [mΩ N]
1	882,9	0,65	0,0325	0,30
2	784,8	0,54	0,027	0,24
3	686,7	0,55	0,0275	0,23
4	588,6	0,57	0,0285	0,22
5	490,5	0,59	0,0295	0,21
6	392,4	0,65	0,0325	0,20
7	294,3	0,72	0,036	0,19
8	196,2	0,85	0,0425	0,19
9	98,1	1,3	0,065	0,20
10	0	2,5	0,125	0

c) zestyk powierzchniowy

- z rosnącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [m.Ω N]
1	0	4	0,2	0
2	98,1	2,2	0,11	1,07
3	196,2	1,4	0,07	1,37
4	294,3	0,95	0,0475	1,4
5	392,4	0,7	0,035	1,4
6	490,5	0,52	0,026	1,27
7	588,6	0,45	0,0225	1,32
8	686,7	0,4	0,02	1,37
9	784,8	0,32	0,016	1,25
10	882,9	0,3	0,015	1,32

- z malejącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [mΩ N]
1	882,9	0,3	0,015	1,32
2	784,8	0,32	0,016	1,26
3	686,7	0,35	0,0175	1,2
4	588,6	0,4	0,02	1,18
5	490,5	0,46	0,023	1,13
6	392,4	0,6	0,03	1,17
7	294,3	0,68	0,034	1
8	196,2	0,87	0,0435	0,83
9	98,1	1,7	0,085	0,83
10	0	2,05	0,1025	0

R [mΩ]

F [N]

1-z. liniowy, 2- z. punktowy, 3- z. powierzchniowy

3) Zestyk stalowy

I = 20 [ A ]

a) zestyk liniowy

- z rosnącą siłą docisku

Lp.	F=10 P. [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [m.Ω N]
1	0	70	3,5	0
2	98,1	64	3,2	14,12
3	196,2	27,5	1,375	9,5
4	294,3	22	1,1	9,9
5	392,4	19,5	0,975	10,59
6	490,5	17,5	0,875	10,98
7	588,6	16	0,8	11,31
8	686,7	15	0,75	11,72
9	784,8	14,5	0,725	12,35
10	882,9	14	0,7	12,88

- z malejącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [m.Ω N]
1	882,9	14	0,7	12,88
2	784,8	12	0,6	10,23
3	686,7	13	0,65	10,16
4	588,6	15	0,75	10,6
5	490,5	17	0,85	10,67
6	392,4	19	0,95	10,31
7	294,3	22,5	1,12	10,1
8	196,2	27	1,35	9,34
9	98,1	40,5	2,02	8,91
10	0	80	4	0

b) zestyk punktowy

- z rosnącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [m.Ω N]
1	0	150	7,5	0
2	98,1	127	6,35	19,89
3	196,2	120	6	26,57
4	294,3	95	4,75	25,77
5	392,4	82	4,1	25,68
6	490,5	65	3,25	22,76
7	588,6	55	2,75	21,09
8	686,7	44	2,2	18,23
9	784,8	36	1,8	15,94
10	882,9	29	1,45	13,62

- z malejącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [m.Ω N]
1	882,9	29	1,45	13,6
2	784,8	29	1,45	12,8
3	686,7	30	1,5	12,4
4	588,6	32	1,6	12,3
5	490,5	34	1,7	11,9
6	392,4	39,5	1,975	12,37
7	294,3	48	2,4	13,01
8	196,2	60	3	13,28
9	98,1	75	3,75	11,74
10	0	45	2,25	0

c) zestyk powierzchniowy

- z rosnącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [m.Ω N]
1	0	105	5,25	0
2	98,1	90	4,5	44,1
3	196,2	48	2,4	47,1
4	294,3	31,5	1,57	46,2
5	392,4	25	1,25	49,05
6	490,5	20	1	49,05
7	588,6	15	0,75	44,1
8	686,7	11,5	0,57	39,1
9	784,8	10	0,5	39,2
10	882,9	8,3	0,42	37,1

- z malejącą siłą docisku

Lp.	F=10 P [N]	U [mV]	Rz=U/I [mΩ]	C [m.Ω N]
1	882,9	8,3	0,415	36,6
2	784,8	7	0,35	27,5
3	686,7	8	0,4	27,5
4	588,6	8,5	0,425	25
5	490,5	9,5	0,475	23,3
6	392,4	11	0,55	21,4
7	294,3	13	0,65	19,1
8	196,2	18	0,9	17,6
9	98,1	41	2,05	20,1
10	0	130	6,5	0

R [mΩ]

F [N]

1- z. liniowy, 2- z. punktowy, 3- z. powierzchniowy

III.Badanie złączki elektroenergetycznej.

Do stosowania w praktyce metod badania złączek należą :

a) pomiar temperatury złączki

b) pomiar napięcia na złączce (pomiaru dokonuje się na odcinku przewodu o długości złączki ΔUprz , a następnie na samej złączce ΔUzł )

ad. a)

Pomiaru dokonujemy w kilku punktach złączki i w co najmniej trzech punktach przewodu odległych 2 m. od złączki . Następnie wyliczamy wartości średnie i sprawdzamy warunek :

		ZŁĄCZKA
Lp.	ΔU [mV]	ϑ [ K]	ϑśr [ K ]
1	0,84	314
2	0,75	311	312,3
3	0,76	312
		PRZEWÓD
1	0,64	309
2	0,78	312,5	311,5
3	0,8	313

0,04 [mV] = 1 [ K ] ϑo = 293 [K] ϑ = ϑo + ΔU / 0,04

ϑ_śrzł /ϑ_śrprz = 1,003 ≤ 1,2

ad.b)

Pomiaru spadku napięcia dokonuje się na odcinku przewodu o długości złączki -ΔUprz , a następnie na samej złączce -ΔUzł .Wskaznikiem jakości złączki jest stosunek obu zmierzonych wielkości , który nie powinien przekraczać 1,2.

ΔUzł = 11,2 [mV]

ΔUprz = 9,8 [mV] ΔU_zł / ΔU_prz=1,14 ≤ 1,2

Uwagi i wnioski:

ad)1.

W wyniku dokonanych pomiarów widać wyraźnie, że rezystancja zestyków zależy od siły docisku dwóch styków. Zróżnicowanie można także zaobserwować w zależności od rodzaju zestyku i materiału. Najmniejsze rezystancje mają zestyki powierzchniowe a największe punktowe, zaś w odniesieniu do rodzaju materiału zestyku najlepsze własności posiada miedź a najgorsze stal. Początkowo rezystancja styku spada bardzo szybko, a od pewnego poziomu nacisku wartość ta praktycznie się nie zmienia.

Wartości C_śr obliczone dla poszczególnych materiałów:

C_{śr Cu} = 0,53

C_{śr stal} = 19,35

C_{śr Al} = 15,3

Wartości C_śr podane w tablicach:

C_{śr Cu} = 0,08 - 0,23

C_{śr stal} = 7,6

C_{śr Al} = 3,0 - 6,7

Wartości C_śr wyliczone odbiegające od C_śr tablicowego wynikają z niedokładnego przyjęcia wartości masy odważników, które kładzie się na wagę, a tym samym niedokładnym wyliczeniu siły docisku styków. Na niedokładne wyliczenie C_śr wpływa również niedokładne uwzględnienie przyśpieszenia ziemskiego (przyjęcie 10 m/s).

Dla zestyku aluminiowego mogliśmy zaobserwować zjawisko płynięcia spowodowane wysoką temperaturą i dużymi siłami docisku w wyniku czego zestyki sklejały się.

ad)2.

Z porównanych wyżej warunków :

ΔU_zł / ΔU_prz ≤ 1,2 i ϑ_śrzł / ϑ_śrprz ≤ 1,2

1,003 < 1,2 i 1,14 < 1,2

wynika, że badana złączka elektroenergetyczna jest dobrej jakości.

---