Wat zijn de oorzaken van een diëlektrische sterkte storing in vacuümschakelaars?

Oorzaken van isolatiefouten in vacuümschakelaars:

• Oppervlaktevervuiling: Het product moet grondig worden schoongemaakt voordat de isolatietest wordt uitgevoerd om alle vuil of vervuiling te verwijderen.

Isolatietests voor schakelaars omvatten zowel netspanningsisolatietest als blikseminslagisolatietest. Deze tests moeten afzonderlijk worden uitgevoerd voor fasetotfase en poltotpool (over de vacuümonderbreker) configuraties.

Het is aanbevolen om schakelaars te testen op isolatie terwijl ze geïnstalleerd zijn in schakelkasten. Als ze apart worden getest, moeten de contactdelen worden geïsoleerd en afgeschermd, meestal met behulp van krimpvellen of isolerende mouwen. Voor vaste schakelaars wordt de test doorgaans uitgevoerd door de testleidingen direct vast te bevestigen aan de pootkolomterminals.

Voor solide geïsoleerde pootkolommen met vacuümonderbrekers is het niet nodig dat de vacuümonderbreker zelf richels (rokken) heeft om de kruipafstand te vergroten. De vacuümonderbreker wordt ingekapseld in epoxyhars met behulp van siliconerubber, zodat het buitenoppervlak van de onderbreker geen spanning draagt. In plaats daarvan vindt een flashover plaats langs het buitenoppervlak van de solide geïsoleerde pootkolom. Daarom moet de kruipafstand tussen de bovenste en onderste terminals van de solide geïsoleerde pootkolom aan de eisen voldoen. Bij een pooltotpooldistancering van 210 mm, na aftrekking van de diameter van het contactarm van 50 mm, mag de kruipafstand niet meer dan 240 mm bedragen als er geen richels aanwezig zijn.

Aangezien het contactarm en de pootkolomterminal niet volledig kunnen worden afgedicht, zijn de richels in dit gedeelte cruciaal belangrijk. Voor toepassingen van 40,5 kV, met een pooltotpooldistancering van 325 mm, kan zelfs het toevoegen van richels de vereiste kruipafstand niet voldoen, waardoor een oppervlakflashover zeer waarschijnlijk is. Daarom is het in het algemeen noodzakelijk om samengeperst siliconerubber te gebruiken om een afgedichte solide isolatie te vormen bij de verbinding tussen het contactarm en de pootkolom, waardoor oppervlaktelektrische leiding langs het uiteinde van de pootkolom volledig wordt voorkomen. Na deze behandeling kan de kruipafstand tussen de bovenste en onderste palen via het contactarm aan de eisen voldoen, waardoor ontlading wordt vermeden.

Als de externe isolatieafstand en de kruipafstand van de solide geïsoleerde pootkolom voldoende groot zijn, zal er in het algemeen geen ontlading optreden. Vermindering van de dielectrica sterkte wordt meestal veroorzaakt door het verlies van vacuüm in de onderbreker of door volledige storing van de paalassemblage. Scheuren of behuizingdefecten als gevolg van onjuiste ontwerp of fabricage, vroege materialenveroudering als gevolg van verwerkingsproblemen, of trillinginduced flashover/breakdown kunnen ook leiden tot apparatuurbeschadiging.

Voor isolatiecilinder-type pootkolommen moeten zowel de binnen- als de buitenwand van de isolatiecilinder worden beschouwd voor de kruipafstand. Daarom zijn producten met een paaldistancering van 205 mm in het algemeen niet verkrijgbaar. Bovendien moet de vacuümonderbreker zelf voldoende kruipafstand bieden om ontlading tussen de bovenste en onderste palen te voorkomen.

Bovendien kan hygroscopiciteit van materialen ook leiden tot mislukking van isolatietests. Hoewel epoxyhars bepaalde waterbestendigheid heeft, laten langdurige blootstelling aan vochtige of natte omgevingen watermoleculen geleidelijk doordringen in de hars, wat hydrolyse veroorzaakt die chemische bindingen breekt en de prestaties degradeert, zoals verminderde hechting en mechanische sterkte.

Water is een goede elektrische geleider. Na het absorberen van vocht, neemt de dielectrica constante van epoxyhars toe en de isolatieweerstand daalt, wat kan leiden tot elektrische lekkage, doorbraak en andere fouten in elektrische apparatuur. Vochtabsorberende epoxyhars in schakelaarpootkolommen kan partiële ontladingen veroorzaken, waardoor de levensduur van de apparatuur wordt verkort.

Bij hoge elektrische velden versnelt vocht de groei van elektrische bomen, wat de isolatieprestaties verder degradeert. Dit is een veelvoorkomende oorzaak van epoxyhars isolatiefouten in elektrische apparatuur.

Vochtabsorptie bevordert ook reacties tussen epoxyhars en andere milieu factoren (zoals zuurstof, zure of basische stoffen), waardoor de materiaalveroudering wordt versneld, wat zich manifesteert als vergeling en brosheid.

Voor solide geïsoleerde pootkolommen met hoge stroom, worden meestal koelribben geïnstalleerd op de bovenkant. Deze koelribben zijn meestal gemaakt van aluminium en zijn aan de buitenkant bedekt met vloeibare epoxyisolatie. Vanwege de dunne wanden van de koelribben blijft de elektrische veldintensiteit hoog aan de top—zelfs als afgeronde randen worden geleverd—wat ontlading waarschijnlijk maakt.

In het algemeen kan ontlading optreden tussen de koeler en de metalen sluiter. In dergelijke gevallen moet aandacht worden besteed aan de elektrische afstand tussen hen. De sluiter moet scherpe randen vermijden; in plaats daarvan kunnen gebogen platte oppervlakken of soortgelijke ontwerpen worden gebruikt om de elektrische veldverdeling te verbeteren.