Quelles sont les causes de la défaillance de la tenue diélectrique dans les disjoncteurs à vide ?

Causes de la défaillance de la résistance diélectrique dans les disjoncteurs à vide :

• Contamination de surface : Le produit doit être nettoyé en profondeur avant les tests de résistance diélectrique pour éliminer toute saleté ou contaminant.

Les tests de résistance diélectrique pour les disjoncteurs comprennent la tension de tenue à fréquence industrielle et la tension de tenue à impulsion de foudre. Ces tests doivent être effectués séparément pour les configurations phase-à-phase et pôle-à-pôle (à travers l'interrupteur à vide).

Il est recommandé de tester l'isolation des disjoncteurs lorsqu'ils sont installés dans des armoires de distribution. Si testés séparément, les parties de contact doivent être isolées et blindées, généralement en utilisant des gaines thermorétractables ou des manchons isolants. Pour les disjoncteurs fixes, les tests sont généralement effectués en fixant directement les fils de test aux bornes de la colonne de pôles.

Pour les colonnes de pôles à isolation solide avec interrupteurs à vide, l'interrupteur à vide lui-même n'a pas besoin de gouttières (jupes) pour augmenter la distance de rampe. L'interrupteur à vide est encapsulé dans de la résine époxyde en utilisant du caoutchouc silicone, donc la surface extérieure de l'interrupteur ne supporte pas de tension. Au lieu de cela, le flashover se produit le long de la surface extérieure de la colonne de pôles à isolation solide. Par conséquent, la distance de rampe entre les bornes supérieure et inférieure de la colonne de pôles à isolation solide doit répondre aux exigences. Pour un espacement pôle-à-pôle de 210 mm, après déduction du diamètre du bras de contact de 50 mm, la distance de rampe ne peut pas dépasser 240 mm si aucune gouttière n'est présente.

Comme le bras de contact et la borne de la colonne de pôles ne peuvent pas être complètement scellés, les gouttières dans cette section sont d'une importance critique. Pour les applications de 40,5 kV, avec un espacement pôle-à-pôle de 325 mm, même l'ajout de gouttières ne peut pas satisfaire la distance de rampe requise, rendant le flashover de surface très probable. Il est donc généralement nécessaire d'utiliser du caoutchouc silicone compressé pour former une isolation solide scellée à l'articulation entre le bras de contact et la colonne de pôles, empêchant complètement le suivi de surface le long de la face de la colonne de pôles. Après ce traitement, la distance de rampe entre les pôles supérieurs et inférieurs via le bras de contact peut répondre aux exigences, évitant ainsi les décharges.

Si l'écart d'isolation externe et la distance de rampe de la colonne de pôles à isolation solide sont suffisamment grands, les décharges ne se produiront généralement pas. La réduction de la résistance diélectrique est généralement causée par la perte de vide dans l'interrupteur ou la défaillance complète de l'assemblage de pôles. Les fissures ou défauts de boîtier dus à une conception ou fabrication inappropriées, le vieillissement précoce des matériaux en raison de problèmes de traitement, ou les flashovers/breakdowns causés par les vibrations peuvent également entraîner des dommages à l'équipement.

Pour les colonnes de pôles de type cylindre d'isolation, les murs intérieur et extérieur du cylindre d'isolation doivent être pris en compte pour la distance de rampe. Par conséquent, les produits avec un espacement de pôles de 205 mm ne sont généralement pas disponibles. De plus, l'interrupteur à vide lui-même doit également fournir une distance de rampe suffisante pour empêcher le flashover entre les pôles supérieurs et inférieurs.

De plus, l'hygroscopicité du matériau peut également causer l'échec des tests d'isolation. Bien que la résine époxyde ait une certaine résistance à l'eau, une exposition prolongée à des environnements humides ou mouillés permet aux molécules d'eau de pénétrer progressivement dans la résine, entraînant une hydrolyse qui brise les liaisons chimiques et dégrade les performances, telles que la réduction de l'adhérence et de la résistance mécanique.

L'eau est un bon conducteur électrique. Après absorption d'humidité, la constante diélectrique de la résine époxyde augmente et sa résistance d'isolation diminue, ce qui peut conduire à des fuites électriques, des ruptures et d'autres défaillances dans les équipements électriques. La résine époxyde absorbant l'humidité dans les colonnes de pôles des disjoncteurs peut déclencher des décharges partielles, raccourcissant ainsi la durée de vie de l'équipement.

Dans les champs électriques élevés, l'humidité accélère la croissance des arbres électriques, dégradant davantage les performances d'isolation. C'est une cause courante de défaillance de l'isolation en résine époxyde dans les équipements électriques.

L'absorption d'humidité favorise également les réactions entre la résine époxyde et d'autres facteurs environnementaux (comme l'oxygène, les substances acides ou alcalines), accélérant le vieillissement du matériau, ce qui se manifeste par un jaunissement et une fragilisation.

Pour les colonnes de pôles à isolation solide de forte intensité, des dissipateurs de chaleur sont généralement installés sur la partie supérieure. Ces dissipateurs de chaleur sont généralement en aluminium et recouverts d'une isolation en résine époxyde fluidisée sur la surface extérieure. En raison des parois fines des ailettes de refroidissement, l'intensité du champ électrique reste élevée en haut, même si des bords arrondis sont fournis, rendant les décharges probables.

Généralement, des décharges peuvent se produire entre le dissipateur de chaleur et la grille métallique. Dans de tels cas, il faut prêter attention à l'écart électrique entre eux. La grille devrait éviter les bords tranchants ; au lieu de cela, des surfaces planes pliées ou des conceptions similaires peuvent être utilisées pour améliorer la distribution du champ électrique.