Vahelduvvoolu vakuumkontaktorite dielektriline kandevõime ja meetmed

Toimimisel on AC vakuumkontaktid sageli altide ülepingete ja lülitiülepinge nõudluse all. Seetõttu peavad AC vakuumkontaktid olema kindlasti võimekohased vastupidavaks teatud ülepingevoolude suhtes.

AC vakuumkontakt koosneb vakuumkatkestajast (selle struktuur on näha Joonis 1), korpusest, elektromagnetilisest süsteemist, teisjärgulises käituskiirdest ja muudest komponentidest. Neist on vakuumkatkestaja AC vakuumkontakti "süda" ja selle tootmine mõjutab otseselt kontakti ülepingevooluvastupidavust.

1. Mõjutavad tegurid ja ohud

Kui vakuumkatkestaja disain ja valmistamine on lõpetatud, jääb selle liigutava ja staatilise kontakti vaheline vahe d muutumatuks. Seega sõltub vahe pingeliskõrge peamiselt rõhust p, st vakuumkatkestaja vakuumast. Kui vakuum on suur, siis elektronide suhearv on väga madal, seega on ka laengatud osakesed vähesed. Kaasmeeste lahendusvõime on väike, nii et pingeliskõrge on suur, vakuumkatkestaja ülepingevooluvastupidavus tugev. Seega peaks teoreetiliselt suurem vakuum, madalam rõhk, suurema dielektrilise tugevusega kontaktivahe, suurema pingeliskõrgega, tugevama vakuumkatkestaja ülepingevooluvastupidavuse ja sel ajal on vedelikuvool väiksem.

Vakuumkatkestaja ülepingevooluvastupidavust mõjutavad lisaks kontaktivahele olevate laengatud osakeste (vakuum mängib siin olulist rolli) ka vakuumkatkestaja väliskorpus. Nagu näha Joonis 1, on vakuumkatkestaja väliskorpus valmistatud keramiikast või klaasist. Keramiika ja klaas on mõlemad higrofoobilised dielektriilmaterjalid, mis omavad tugevat vee imemisvõimet, ja vesi imab impuriteid. Teatud rakendatava pingega ioniseeritakse need impurid laengatud osakesteks ja põhjustavad pinna lahingut, mis vähendab vakuumkatkestaja ülepingevooluvastupidavust. Sel ajal väheneb korpu dielektriline tugevus, ja vedelikuvool suureneb.

Rakendatava pingega moodustavad vakuumkatkestaja peamine kontaktivahe ja vakuumkatkestaja väliskorpus paralleelne ring. Kui vakuumkatkestaja pinnalauk areneb vilgutuseks, viitab see sellele, et vakuumkatkestaja katkeb väliskorpuse pinnal, mille tulemusena vakuumkatkestaja dielektriline tugevus halveneb tõsiselt. Lisaks on AC vakuumkontakti puhul väliskorpu kvaliteet ka faktor, mis mõjutab selle ülepingevooluvastupidavust.

2. Parandusmeetmed

Kuna AC vakuumkontakti ülepingevooluvastupidavus sõltub peamiselt vakuumkatkestajast, ja vakuumkatkestaja ülepingevooluvastupidavust mõjutavad tegurid sisaldavad nii katkestaja sisemust kui ka väliskorput, tuleb parandusi teha nendest kahest aspektist.

Esiteks, vakuumkatkestaja sisemuse perspektiivist, tuleb tähelepanu pöörata järgmistele aspektidele:

Parandada kontaktide füüsilist struktuuri, et vakuumkatkestaja elektriväli oleks võimalikult ühtlane. Kui vakuumkatkestaja kontaktivahe on määratud, aitab selle elektrivälja katkestajas parem ühtlane levik parandada vakuumkatkestaja ülepingevooluvastupidavust ja vähendada vedelikuvoolu.

Praktikas tuleb esiteks sobivalt suurendada kontaktide paksust, ning kontaktilt teravaid nurki ja servasid leeksid, et nende osade elektriväli oleks mitte liiga koncentreeritud, mis aitab parandada vakuumkatkestaja ülepingevooluvastupidavust. Lisaks tuleks suuremahuliste ja kõrgepingeliste vakuumkatkestajate puhul kontaktide ümber disainida tasakaalustusreegel, ja selle lõpus disainida abitoeaalustusreegel, mis aitab efektiivselt parandada kontaktide läheduses oleva elektrivälja levikut. Vakuumkatkestaja mõlemale otsekohtadele lähedal disainitud lõppreeglid aitavad efektiivselt vähendada vakuumkatkestaja otsekohtade läheduses oleva elektriväli intensiivsust.

Parandada vakuumitaset. Vakuumitaseme on oluline parameeter, mis näitab vakuumkatkestaja kvaliteeti. Kvaliteetse vakuumkatkestaja vakuumitase ulatub 10^-4~10^-2 Pa, st 10^-6~10^-4 mmHg. Nagu näha Joonis 2, kui vakuumkatkestaja rõhk on suurem kui 10^-2 Pa, siis tema ülepingevooluvastupidavus langab kiiresti.

Kontaktipind peaks olema sile ja tasane. Vajaliku korral tuleks kontaktipinna rändkõverd eemaldada konditseerimise kaudu.

Parandada samasuguse telje. Juhibüks võib efektiivselt tagada vakuumkatkestaja samasuguse telje, kuid mõnikord ei ole see ikka veel parima seisundis ja seda tuleb hoolikalt korrigeerida. Samasuguse telje parandamine tagab liigutava ja staatilise kontakti efektiivse kokkupuude, mis vähendab kontaktipinna vastupanu, vähendab soojust, mis tekib kontaktide sulgemisel, ja efektiivselt vähendab pinna kahjustust, mis tekib kontaktilt erinevatel avamisel.

Teiseks, vakuumkatkestaja väliskorpu perspektiivist, tuleb tähelepanu pöörata järgmistele aspektidele:

• Suurendada kriipsuvahetust. Eriti miniaturiseeritud toodete puhul saab seda eesmärki efektiivselt saavutada, disainides väliskorpu lainlikuks.

• Hoia väliskorpu puhtana ja pöördu kasutuskorra poole. Eriti saaste- ja niiskete keskkondades kasutatavate vakuumlülite puhul tuleb meetmeid võtta, et väliskorpus jääks puhta.

• Kõrgepingeliste ja suuremahuliste vakuumkatkestajate puhul aitab silikooni rasva lisamine vakuumkatkestaja välispindade ja isolatsioonikeramiikkummarduse vahel efektiivselt parandada vakuumkatkestaja välispindade isolatsioonitugevust. Lisaks tuleb valida materjalid, mis omavad kõrget isolatsioonitugevust, et parandada AC vakuumkontakti väliskorpu ülepingevooluvastupidavust.

3. Lõppkokkuvõte

Vakuumkatkestaja sisemise isolatsiooni parandamise, vakuumkatkestaja väliskorpu pinna juhtivuse vähendamise, ja AC vakuumkontakti väliskorpu ülepingevooluvastupidavuse parandamise kaudu saab oluliselt parandada AC vakuumkontakti ülepingevooluvastupidavust ja toote kvaliteeti.