Изоляционна устойчивост на вакуумни контактори с алтернативен ток и мерки за борба

По време на експлойтация AC вакуумни контактори често са изложени на различни перенапрежения, като мълниеви перенапрежения и перенапрежения при свързване. Ето защо AC вакуумните контактори трябва да разполагат с определена капацитет за издържане на напрежение.

AC вакуумният контактор се състои от вакуумен прекъсвач (няговата структура е показана на Фигура 1), корпус, електромагнитна система, вторична верига и други компоненти. Сред тях, вакуумният прекъсвач е "сърцето" на AC вакуумния контактор, а неговото изпълнение директно влияе върху капацитета му за издържане на напрежение.

1. Фактори, които влияят, и опасности

След завършване на проектирането и производството на вакуумния прекъсвач, разстоянието d между подвижния и неподвижния контакт остава неизменено. Следователно, големината на напрежението, при което се случва пробив, в основни линии зависи от налягането p, тоест степента на вакуума в вакуумния прекъсвач. Когато степента на вакуума е относително висока, относителната плътност на електроните е много ниска, а следователно, и броят на заредените частици е малък. Капацитетът за разрядване на газа е много слаб, така че напрежението, при което се случва пробив, е голямо, а капацитетът за издържане на напрежение на вакуумния прекъсвач е силен. Теоретично, колкото по-висока е степента на вакуума, толкова по-ниско е налягането, по-високата диелектрична устойчивост на контактното разстояние, по-високото напрежение, при което се случва пробив, и по-силната капацитет за издържане на напрежение на вакуумния прекъсвач, по-малкият е течението на утечка.

Факторите, които влияят върху капацитета за издържане на напрежение на вакуумния прекъсвач, освен заредените частици, налични в контактното разстояние (степента на вакуума играе главна роля), са свързани и с външния корпус на вакуумния прекъсвач. Както е показано на Фигура 1, външният корпус на вакуумния прекъсвач е направен от керамика или стъкло. Тъй като керамиката и стъклото са хидрофилни диелектрични материали, те имат силна способност за абсорбиране на вода, а водата абсорбира примеси. Под действието на приложено напрежение, тези примеси лесно се йонизират до заредени частици и причиняват повърхностен разряд, намалявайки капацитета за издържане на напрежение на вакуумния прекъсвач. В този момент, диелектричната устойчивост на корпуса намалява, а течението на утечка се увеличава.

Под действието на приложено напрежение, основното контактно разстояние на вакуумния прекъсвач и външният корпус на вакуумния прекъсвач формират паралелна верига. Ако повърхностният разряд на вакуумния прекъсвач се развива в пробив, това означава, че вакуумният прекъсвач се пробива по повърхността на корпуса, което сериозно влияе на диелектричните свойства на вакуумния прекъсвач. Освен това, за AC вакуумния контактор, качеството на външния корпус също е фактор, влияещ върху капацитета му за издържане на напрежение.

2. Мерки за подобряване

Тъй като капацитетът за издържане на напрежение на AC вакуумния контактор в основни линии зависи от вакуумния прекъсвач, а факторите, които влияят върху капацитета за издържане на напрежение на вакуумния прекъсвач, включват вътрешността на прекъсвача и външния корпус, мерки трябва да бъдат предприети от тези два аспекта за подобряване.

Първо, от гледна точка на вътрешността на вакуумния прекъсвач, внимание трябва да се обърне на следните аспекти:

Подобряване на физическата структура на контактите, за да се направи електрическото поле на вакуумния прекъсвач колкото е възможно по-равномерно. Когато контактното разстояние на вакуумния прекъсвач е определено, подобряването на разпределението на електрическото поле в прекъсвача, за да се направи по-равномерно, помага за подобряване на капацитета за издържане на напрежение на вакуумния прекъсвач и намаляване на течението на утечка.

На практика, първо, дебелината на контактите трябва да бъде подходящо увеличена, а остри краища и ръбове на контактите трябва да бъдат закръглени, така че разпределението на електрическото поле в тези части да не е твърде концентрирано, което помага за подобряване на капацитета за издържане на напрежение на вакуумния прекъсвач. Освен това, за високонапрегнати и голям обем вакуумни прекъсвачи, около контактите трябва да се проектира равномерен щит, а в края на равномерния щит трябва да се проектира допълнителен равномерен щит, за да се подобри ефективно разпределението на електрическото поле близо до контактите. Проектирането на крайни щитове близо до крайните капаци на двата края на вакуумния прекъсвач може ефективно да намали интензивността на електрическото поле близо до крайните капаци на вакуумния прекъсвач.

Подобряване на степента на вакуума. Степента на вакуума е важен параметър, отразяващ качеството на вакуумния прекъсвач. Степента на вакуума на доброкачествен вакуумен прекъсвач има диапазон, между 10^-4~10^-2 Па, тоест 10^-6~10^-4 ммрт.к. Както е показано на Фигура 2, когато налягането на вакуумния прекъсвач е по-голямо от 10^-2 Па, капацитетът му за издържане на напрежение бързо намалява.

Повърхността на контактите трябва да бъде гладка и равна. При необходимост, от повърхността на контактите трябва да се премахнат буримите чрез обработка.

Подобряване на съосността. Ръководната об Metodoza може ефективно да осигури съосността на вакуумния прекъсвач, но понякога съосността все още не е в най-добро състояние и трябва да се коригира внимателно. Подобряването на съосността осигурява ефективен контакт между подвижните и неподвижните контакти, което намалява контактното съпротивление, намалява топлината, генерирана при затваряне на контактите, и ефективно намалява повърхностните повреди, причинени от сваряване при откриване на контактите.

Второ, от гледна точка на външния корпус на вакуумния прекъсвач, внимание трябва да се обърне на следните аспекти:

• Увеличаване на разстоянието на кръгла повърхност. Особено в случая на миниатюризиране на продукта, тази цел може ефективно да бъде постигната, като се проектира външният корпус във вълнист вид.

• Поддържане на чистотата на външния корпус и внимание към условията на използване. Особено за вакуумни ключове, използвани външно в замърсени и влажни условия, трябва да се предприемат мерки за поддържане на чистотата на външния корпус.

• За високонапрегнати и голям обем вакуумни прекъсвачи, добавянето на силиконово масло между външната повърхност на вакуумния прекъсвач и изолаторния керамичен цилиндър може ефективно да подобри диелектричната устойчивост на външната повърхност на вакуумния прекъсвач. Освен това, трябва да се избират материали с висока диелектрична устойчивост, за да се подобри капацитетът за издържане на напрежение на външния корпус на AC вакуумния контактор.

3. Заключение

Чрез подобряване на вътрешната изолация на вакуумния прекъсвач, намаляване на повърхностната проводимост на външния корпус на вакуумния прекъсвач и подобряване на капацитета за издържане на напрежение на външния корпус на AC вакуумния контактор, капацитетът за издържане на напрежение на AC вакуумния контактор може значително да се подобри, а качеството на продукта да се увеличи.