Αντοχή Ηλεκτρικής Επίπεδης για Ακουσματικά Επαφοδέκτες και Αντιμετώπιση

Κατά τη λειτουργία, οι επαφές κενού για εναλλακτικό ρεύμα (AC) υπόκεινται συχνά σε διάφορες υπερτάσεις, όπως την υπερτάση από κεραυνό και την υπερτάση από στροφή. Συνεπώς, οι επαφές κενού για εναλλακτικό ρεύμα πρέπει να διαθέτουν μια συγκεκριμένη ικανότητα αντοχής σε τάση.

Η επαφή κενού για εναλλακτικό ρεύμα αποτελείται από έναν διακόπτη κενού (η δομή του εμφανίζεται στο Σχήμα 1), ένα κάλυμμα, ένα ηλεκτρομαγνητικό σύστημα, μια δευτερεύουσα διαδρομή και άλλα συστατικά. Από αυτά, ο διακόπτης κενού είναι το "κέντρο" της επαφής κενού για εναλλακτικό ρεύμα, και η απόδοσή του επηρεάζει άμεσα την ικανότητα αντοχής σε τάση της επαφής κενού για εναλλακτικό ρεύμα.

1. Παράγοντες Επιρροής και Κίνδυνοι

Μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού και κατασκευής του διακόπτη κενού, η απόσταση d μεταξύ των κινούμενων και στατικών επαφών παραμένει αμετάβλητη. Συνεπώς, η μέγεθος της τάσης κατάρρευσης της απόστασης εξαρτάται κυρίως από την πίεση p, δηλαδή τη βαθμό κενού του διακόπτη κενού. Όταν ο βαθμός κενού είναι υψηλός, η σχετική πυκνότητα των ηλεκτρονίων είναι πολύ χαμηλή, και φυσικά, ο αριθμός των φορτίων είναι επίσης μικρός. Η ικανότητα εκπομπής του αερίου είναι πολύ αδύναμη, άρα η τάση κατάρρευσης είναι μεγάλη, και η ικανότητα αντοχής σε τάση του διακόπτη κενού είναι ισχυρή. Συνεπώς, θεωρητικά, όσο υψηλότερος είναι ο βαθμός κενού, τόσο χαμηλότερη είναι η πίεση, όσο υψηλότερη είναι η ηλεκτρική αντοχή της απόστασης των επαφών, όσο υψηλότερη είναι η τάση κατάρρευσης, τόσο ισχυρότερη είναι η ικανότητα αντοχής σε τάση του διακόπτη κενού, και σε αυτή τη στιγμή, ο ρευστός διαφυγής είναι μικρότερος.

Οι παράγοντες που επηρεάζουν την ικανότητα αντοχής σε τάση του διακόπτη κενού, εκτός από τα φορτία που υπάρχουν στην απόσταση των επαφών (ο βαθμός κενού έχει κύριο ρόλο), είναι επίσης συνδεδεμένοι με το εξωτερικό κάλυμμα του διακόπτη κενού. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, το εξωτερικό κάλυμμα του διακόπτη κενού είναι κατασκευασμένο από κεραμική ή γυαλί. Επειδή και τα δύο υλικά είναι υγροφιλικά αμεδεσμα, έχουν μεγάλη ικανότητα απορρόφησης νερού, και το νερό απορροφά ενδογενή ρύπους. Κάτω από την εφαρμοσμένη τάση, αυτοί οι ρύποι είναι εύκολα ιοντιζόμενοι σε φορτία και προκαλούν επιφανειακή εκπομπή, μειώνοντας την ικανότητα αντοχής σε τάση του διακόπτη κενού. Σε αυτή τη στιγμή, η αμεδεσμική αντοχή του κάλυμμα μειώνεται, και ο ρευστός διαφυγής αυξάνεται.

Κάτω από την εφαρμοσμένη τάση, η κύρια απόσταση επαφής του διακόπτη κενού και το εξωτερικό κάλυμμα του διακόπτη κενού σχηματίζουν ένα παράλληλο κύκλωμα. Εάν η επιφανειακή εκπομπή του διακόπτη κενού εξελιχθεί σε άστραγαλισμό, αυτό σημαίνει ότι ο διακόπτης κενού καταρρέει κατά μήκος της επιφάνειας του κάλυμμα, επηρεάζοντας σοβαρά την αμεδεσμική απόδοση του διακόπτη κενού. Επιπλέον, για την επαφή κενού για εναλλακτικό ρεύμα, η ποιότητα του εξωτερικού κάλυμμα είναι επίσης ένας παράγοντας που επηρεάζει την ικανότητα αντοχής σε τάση.

2. Μέτρα Βελτίωσης

Επειδή η ικανότητα αντοχής σε τάση της επαφής κενού για εναλλακτικό ρεύμα εξαρτάται κυρίως από τον διακόπτη κενού, και οι παράγοντες που επηρεάζουν την ικανότητα αντοχής σε τάση του διακόπτη κενού περιλαμβάνουν το εσωτερικό του διακόπτη και το εξωτερικό κάλυμμα, πρέπει να ληφθούν μέτρα από αυτές τις δύο πλευρές για βελτίωση.

Πρώτον, από την άποψη του εσωτερικού του διακόπτη κενού, πρέπει να δοθεί έμφαση στα εξής:

Βελτίωση της φυσικής δομής των επαφών, ώστε το ηλεκτρικό πεδίο του διακόπτη κενού να είναι όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφο. Όταν η απόσταση των επαφών του διακόπτη κενού είναι καθορισμένη, η βελτίωση της κατανομής του ηλεκτρικού πεδίου στον διακόπτη, ώστε να είναι πιο ομοιόμορφη, βοηθά στη βελτίωση της ικανότητας αντοχής σε τάση του διακόπτη κενού και στη μείωση του ρευστού διαφυγής.

Στην πράξη, πρώτα, η πάχος των επαφών πρέπει να αυξηθεί κατάλληλα, και τα άκρη και τα κορνίσια των επαφών πρέπει να επεξεργαστούν, ώστε η κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου σε αυτές τις περιοχές να μην είναι πολύ συγκεντρωμένη, βοηθώντας έτσι στη βελτίωση της ικανότητας αντοχής σε τάση του διακόπτη κενού. Επιπλέον, για υψηλής τάσης και μεγάλης ικανότητας διακόπτες κενού, πρέπει να σχεδιαστεί ένα ίσοντας καταναλωτής γύρω από τις επαφές, και ένας βοηθός ίσοντας καταναλωτής στο τέλος του ίσοντας καταναλωτή, για να βελτιωθεί αποτελεσματικά η κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου κοντά στις επαφές. Το σχεδιασμός τέλειων καταναλωτών κοντά στις καλύψεις στα δύο άκρα του διακόπτη κενού μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου κοντά στις καλύψεις του διακόπτη κενού.

Βελτίωση του βαθμού κενού. Ο βαθμός κενού είναι ένας σημαντικός παράμετρος που αντικατοπτρίζει την ποιότητα του διακόπτη κενού. Ο βαθμός κενού ενός ικανοποιητικού διακόπτη κενού έχει ένα εύρος, μεταξύ 10^-4~ 10^-2 Pa, δηλαδή 10^-6~10^-4 mmHg. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2, όταν η πίεση του διακόπτη κενού είναι μεγαλύτερη από 10^-2 Pa, η ικανότητα αντοχής σε τάση του μειώνεται γρήγορα.

Η επιφάνεια επαφής πρέπει να είναι λεία και ίσια. Εάν απαιτείται, τα απόκρημνα στην επιφάνεια επαφής πρέπει να αφαιρεθούν μέσω της προετοιμασίας.

Βελτίωση της ομοαξονιότητας. Το κατευθυντήριο σωλήνας μπορεί να εξασφαλίσει αποτελεσματικά την ομοαξονιότητα του διακόπτη κενού, αλλά μερικές φορές η ομοαξονιότητα δεν είναι ακόμη στην καλύτερη κατάσταση και χρειάζεται προσεκτική προσαρμογή. Η βελτίωση της ομοαξονιότητας εξασφαλίζει την αποτελεσματική επαφή των κινούμενων και στατικών επαφών, που μπορεί να μειώσει την αντίσταση επαφής, να μειώσει τη θερμότητα που παράγεται όταν οι επαφές είναι κλειστές, και να μειώσει αποτελεσματικά την επιφανειακή βλάβη που προκαλείται από την οξυσμένη ενώση όταν οι επαφές ανοίγουν.

Δεύτερον, από την άποψη του εξωτερικού κάλυμμα του διακόπτη κενού, πρέπει να δοθεί έμφαση στα εξής:

• Αύξηση της απόστασης σερπετώδους. Ειδικά στην περίπτωση της μικροποίησης του προϊόντος, αυτός ο στόχος μπορεί να επιτευχθεί αποτελεσματικά με το σχεδιασμό του εξωτερικού κάλυμμα σε σερπετώδη μορφή.

• Διατήρηση της καθαρότητας του εξωτερικού κάλυμμα και προσοχή στο περιβάλλον χρήσης. Ειδικά για τους διακόπτες κενού που χρησιμοποιούνται εξωτερικά σε ρυπανμένα και υγρά περιβάλλοντα, πρέπει να ληφθούν μέτρα για τη διατήρηση της καθαρότητας του εξωτερικού κάλυμμα.

• Για υψηλής τάσης και μεγάλης ικανότητας διακόπτες κενού, η προσθήκη πολυσιλικόνιου λιπαντικού μεταξύ της εξωτερικής επιφάνειας του διακόπτη κενού και του αμεδεσμού πορσελάνης μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την αμεδεσμική αντοχή της εξωτερικής επιφάνειας του διακόπτη κενού. Επιπλέον, πρέπει να επιλεγούν υλικά με υψηλή αμεδεσμική αντοχή για τη βελτίωση της ικανότητας αντοχής σε τάση του εξωτερικού κάλυμμα της επαφής κενού για εναλλακτικό ρεύμα.

3. Συμπέρασμα

Με τη βελτίωση της εσωτερικής αμεδεσμικής αντοχής του διακόπτη κενού και τη μείωση της επιφανειακής συγκεντρώσεως του εξωτερικού κάλυμμα του διακόπτη κενού, καθώς και με τη βελτίωση της ικανότητας αντοχής σε τάση του εξωτερικού κάλυμμα της επαφής κενού για εναλλακτικό ρεύμα, η ικανότητα αντοχής σε τάση της επαφής κενού για εναλλακτικό ρεύμα μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά, και η ποιότητα του προϊόντος μπορεί να ενισχυθεί.