Capacitat de Resistència a l'Aïllament dels Contactors al Vaciu en Corrent Altern i Contraigures

Durant la seva operació, els contactors al·terns a l'evacuat sovint es veuen sotmesos a diversos sobretensions com la sobretensió per llamps i la sobretensió per commutació. Per tant, els contactors al·terns a l'evacuat han de tenir una certa capacitat de suportar tensió.

Un contactor al·tern a l'evacuat està compost per un interrompedor a l'evacuat (la seva estructura es mostra a la Figura 1), una carcassa, un sistema electromagnètic, un circuit secundari i altres components. D'aquests, l'interrompedor a l'evacuat és el "cor" del contactor al·tern a l'evacuat, i el seu rendiment afecta directament la capacitat de suportar tensió del contactor al·tern a l'evacuat.

1. Factors d'influència i riscos

Després que el disseny i la fabricació d'un interrompedor a l'evacuat estan completats, la separació d entre els seus contactes mòbils i estacionaris roman invariable. Per tant, la magnitud de la tensió de ruptura de la separació depèn principalment de la pressió p, és a dir, el grau d'evacuació de l'interrompedor a l'evacuat. Quan el grau d'evacuació és relativament alt, la densitat relativa d'electrons és molt baixa, i, naturalment, també ho és el nombre de partícules carregades. La capacitat de descàrrega del gas és molt feble, així que la tensió de ruptura és gran, i la capacitat de suportar tensió de l'interrompedor a l'evacuat és forta. Per tant, teòricament, més elevat és el grau d'evacuació, més baixa és la pressió, més alta és la resistència dielèctrica de la separació dels contactes, més alta és la tensió de ruptura, més forta és la capacitat de suportar tensió de l'interrompedor a l'evacuat, i en aquest moment, la corrent de fuga és menor.

Els factors que afecten la capacitat de suportar tensió de l'interrompedor a l'evacuat, a més de les partícules carregades presents a la separació dels contactes (on el grau d'evacuació té un paper important), també estan relacionats amb la carcassa externa de l'interrompedor a l'evacuat. Com es mostra a la Figura 1, la carcassa externa de l'interrompedor a l'evacuat està feta de ceràmica o vidre. Ja que la ceràmica i el vidre són materials aïllants hidrofílics, tenen una gran capacitat d'absorció d'aigua, i l'aigua absorbeix impuretes. Sota l'acció d'una tensió aplicada, aquestes impuretes es poden ionitzar fàcilment en partícules carregades i causar descàrregues superficials, reduint la capacitat de suportar tensió de l'interrompedor a l'evacuat. En aquest moment, la resistència dielèctrica de la carcassa disminueix, i la corrent de fuga augmenta.

Sota l'acció d'una tensió aplicada, la separació principal dels contactes de l'interrompedor a l'evacuat i la carcassa externa de l'interrompedor a l'evacuat formen un circuit paral·lel. Si la descàrrega superficial de l'interrompedor a l'evacuat es desenvolupa en un flashover, indica que l'interrompedor a l'evacuat s'ha trencat a través de la superfície de la carcassa, afectant greument el rendiment aïllant de l'interrompedor a l'evacuat. A més, per al contactor al·tern a l'evacuat, la qualitat de la carcassa externa també és un factor que afecta la seva capacitat de suportar tensió.

2. Mesures d'millora

Com que la capacitat de suportar tensió del contactor al·tern a l'evacuat depèn principalment de l'interrompedor a l'evacuat, i els factors que afecten la capacitat de suportar tensió de l'interrompedor a l'evacuat inclouen l'interior de l'interrompedor i la carcassa externa, s'han de prendre mesures des d'aquests dos aspectes per millorar-la.

Primer, des del punt de vista de l'interior de l'interrompedor a l'evacuat, s'ha de prestar atenció als següents aspectes:

Millorar l'estructura física dels contactes per fer que el camp elèctric de l'interrompedor a l'evacuat sigui tan uniforme com sigui possible. Quan la separació dels contactes de l'interrompedor a l'evacuat està determinada, millorar la distribució del camp elèctric a l'interior de l'interrompedor perquè sigui més uniforme ajuda a millorar la capacitat de suportar tensió de l'interrompedor a l'evacuat i a reduir la corrent de fuga.

En la pràctica, primer, s'ha de incrementar convenientment l'espessor dels contactes, i s'han d'amortir les cantonades i arestes agudes dels contactes, de manera que la distribució del camp elèctric en aquestes parts no sigui massa concentrada, ajudant així a millorar la capacitat de suportar tensió de l'interrompedor a l'evacuat. A més, per a interrompedors a l'evacuat de alta tensió i gran capacitat, també s'ha de dissenyar un escut equilibrador de tensió al voltant dels contactes, i s'ha de dissenyar un escut equilibrador auxiliar al final de l'escut equilibrador de tensió per millorar eficientment la distribució del camp elèctric proper als contactes. Dissenyar escuts finals propers als caps finals de l'interrompedor a l'evacuat pot reduir eficientment la intensitat del camp elèctric proper als caps finals de l'interrompedor a l'evacuat.

Millorar el grau d'evacuació. El grau d'evacuació és un paràmetre important que reflecteix la qualitat de l'interrompedor a l'evacuat. El grau d'evacuació d'un interrompedor a l'evacuat qualificat té un rang, entre 10^-4~10^-2 Pa, és a dir, 10^-6~10^-4 mmHg. Com es mostra a la Figura 2, quan la pressió de l'interrompedor a l'evacuat és superior a 10^-2 Pa, la seva capacitat de suportar tensió disminueix ràpidament.

La superfície del contacte ha de ser lissa i plana. Si cal, es poden eliminar les barbes de la superfície del contacte mitjançant la condició.

Millorar la coaxialitat. La guia tubular pot assegurar eficientment la coaxialitat de l'interrompedor a l'evacuat, però de vegades la coaxialitat encara no està en l'estat òptim i necessita una ajustament cuidados. L'aprimament de la coaxialitat assegura el contacte efectiu dels contactes mòbils i estacionaris, el que pot reduir la resistència de contacte, reduir el calor generat quan els contactes estan tancats, i reduir eficientment el daño superficial causat pel soldeig quan els contactes es trenquen.

Segon, des del punt de vista de la carcassa externa de l'interrompedor a l'evacuat, s'ha de prestar atenció als següents aspectes:

• Augmentar la distància de rampell. Especialment en el cas de productes miniaturitzats, aquest objectiu es pot aconseguir eficientment dissenyant la carcassa externa amb forma ondulada.

• Mantenir la neteja de la carcassa externa i prestar atenció a l'entorn d'ús. Especialment per als interruptors a l'evacuat utilitzats a l'exterior en entorns contaminats i humits, s'han de prendre mesures per mantenir la carcassa externa neta.

• Per a interrompedors a l'evacuat de alta tensió i gran capacitat, afegir grasa de silicona aïllant entre la superfície externa de l'interrompedor a l'evacuat i la màniga de porcellana aïllant pot millorar eficientment la resistència dielèctrica de la superfície externa de l'interrompedor a l'evacuat. A més, s'han de seleccionar materials amb alta resistència dielèctrica per millorar la capacitat de suportar tensió de la carcassa externa del contactor al·tern a l'evacuat.

3. Conclusió

Mitjançant la millora de l'aïllament intern de l'interrompedor a l'evacuat i la reducció de la conductivitat superficial de la carcassa externa de l'interrompedor a l'evacuat, i millorant la capacitat de suportar tensió de la carcassa externa del contactor al·tern a l'evacuat, es pot augmentar considerablement la capacitat de suportar tensió del contactor al·tern a l'evacuat, i es pot millorar la qualitat del producte.