Quins són els causants del fracàs en la resistència dielèctrica en els interruptors de circuit a buit?

Causa de la falla en la resistència dielèctrica en interruptors de corrent de buit:

• Contaminació superficial: El producte ha de netejar-se minuciosament abans de la prova de resistència dielèctrica per eliminar qualsevol sòlids o contaminants.

Les proves de resistència dielèctrica per a interruptors inclouen tant la tensió de suport de freqüència d'ona com la tensió de suport d'impuls elèctric. Aquestes proves han de realitzar-se separadament per a les configuracions fase a fase i pol a pol (a través dels interrumptors de buit).

Es recomana provar els interruptors dins de les taules de commutació. Si es fan proves separades, les parts de contacte han de ser aïllades i protegides, normalment utilitzant tubs retràctils tèrmics o màniques aïllants. Per als interruptors de tipus fix, la prova es realitza generalment atornant directament els cabdals de prova als terminals de la columna de pols.

Per a les columnes de pols amb aïllament sòlid amb interrumptors de buit, l'interruptor de buit no necessita aletges (falda) per augmentar la distància de creixement. L'interruptor de buit està encapsulat dins de resina epoxi mitjançant caucho de silici, per tant, la superfície exterior de l'interruptor no porta tensió. En canvi, el flashover ocorre a la superfície exterior de la columna de pols aïllada sòlidament. Per tant, la distància de creixement entre els terminals superior i inferior de la columna de pols aïllada sòlidament ha de complir els requisits. Per a una separació pol a pol de 210 mm, després de deduir el diàmetre del braç de contacte de 50 mm, la distància de creixement no pot superar els 240 mm si no hi ha aletges.

Com que el braç de contacte i el terminal de la columna de pols no poden estar totalment sellats, les aletges en aquesta secció són críticament importants. Per a aplicacions de 40,5 kV, amb una separació pol a pol de 325 mm, encara afegint aletges no es pot satisfer la distància de creixement requerida, fent que el flashover superficial sigui molt probable. Per tant, és generalment necessari utilitzar caucho de silici comprimit per formar un aïllament sòlid sellat al juntament entre el braç de contacte i la columna de pols, prevenint completament el seguiment superficial a través de la cara final de la columna de pols. Després d'aquest tractament, la distància de creixement entre els pols superior i inferior a través del braç de contacte pot complir els requisits, evitant la descàrrega.

Si la claredat d'aïllament extern i la distància de creixement de la columna de pols aïllada sòlidament són suficientment grans, típicament no ocorre descàrrega. La reducció de la resistència dielèctrica sol causar-se per la pèrdua de buit a l'interruptor o pel fracàs complet de l'ensamblatge de pols. Les rajoles o defectes de la carcassa deguts a un disseny o fabricació inadequats, l'envelit prematur del material degut a problemes de processament, o el flashover/breakdown induït per vibracions també poden portar a daños en l'equipament.

Per a les columnes de pols de tipus cilindre aïllat, s'han de considerar tant la paret interior com la exterior del cilindre aïllant per a la distància de creixement. Per tant, generalment no hi ha disponibles productes amb una separació de pols de 205 mm. A més, l'interruptor de buit mateix ha de proporcionar una distància de creixement suficient per prevenir el flashover entre els pols superior i inferior.

A més, la hidroscopicitat del material també pot causar el fracàs en la prova d'aïllament. Encara que la resina epoxi té certa resistència a l'aigua, una exposició prolongada a entorns humits o húmids permet que les molècules d'aigua penetren gradualment a la resina, provocant hidròlisi que trencan els enllaços químics i degraden el rendiment, com ara la reducció de l'adherència i la força mecànica.

L'aigua és un bon conductor elèctric. Després d'absorbir humitat, la constant dielèctrica de la resina epoxi augmenta i la resistència a l'aïllament disminueix, el que pot portar a filtracions elèctriques, ruptures i altres falles en l'equipament elèctric. La resina epoxi que ha absorbit humitat en les columnes de pols dels interruptors pot desencadenar descàrregues parcials, allargant així la vida útil de l'equipament.

En camps elèctrics alts, la humitat accelera el creixement d'arbres elèctrics, degradant així encara més la resistència a l'aïllament. Això és una causa comuna de falla en l'aïllament de resina epoxi en l'equipament elèctric.

La absorció d'humitat també promou reaccions entre la resina epoxi i altres factors ambientals (com l'oxigen, substàncies àcides o bàsiques), accelerant l'envelit del material, que es manifesta com jaunissa i fragilitat.

Per a les columnes de pols aïllades sòlidament de corrent elevat, normalment s'instal·len dissipadors de calor en la part superior. Aquests dissipadors de calor solen estar fets d'alumini i revestits amb aïllament fluiditzat de resina epoxi a la superfície exterior. Degut a les parets fines de les aletes del dissipador de calor, la intensitat del camp elèctric roman alta a la part superior, fins i tot quan es proporcionen arestes arrodonides, fent que la descàrrega sigui probable.

Generalment, la descàrrega pot ocórrer entre el dissipador de calor i la persiana metàlica. En aquests casos, cal prestar atenció a la claredat elèctrica entre ells. La persiana ha d'evitar arestes agudes; en canvi, es poden utilitzar superfícies planes doblegades o dissenys similars per millorar la distribució del camp elèctric.