Capacité de Résistance à l'Isolation des Contacteurs à Vide Alternatif et Mesures Correctives

Lors de l'exploitation, les contacteurs à vide alternatif sont souvent soumis à diverses surtensions, telles que la surtension due à la foudre et la surtension de commutation. Par conséquent, les contacteurs à vide alternatif doivent avoir une certaine capacité de résistance à la tension.

Un contacteur à vide alternatif est composé d'un interrupteur à vide (sa structure est montrée dans la Figure 1), d'un boîtier, d'un système électromagnétique, d'un circuit secondaire et d'autres composants. Parmi ceux-ci, l'interrupteur à vide est le "cœur" du contacteur à vide alternatif, et ses performances affectent directement la capacité de résistance à la tension du contacteur à vide alternatif.

1. Facteurs influents et dangers

Après la conception et la fabrication de l'interrupteur à vide, l'écart d entre les contacts mobiles et fixes reste inchangé. Ainsi, la valeur de la tension de rupture de l'écart dépend principalement de la pression p, c'est-à-dire du degré de vide de l'interrupteur à vide. Lorsque le degré de vide est relativement élevé, la densité relative des électrons est très faible, et bien sûr, le nombre de particules chargées est également petit. La capacité de décharge du gaz est très faible, donc la tension de rupture est grande, et la capacité de résistance à la tension de l'interrupteur à vide est forte. Par conséquent, en théorie, plus le degré de vide est élevé, plus la pression est basse, plus la résistivité diélectrique de l'écart des contacts est élevée, plus la tension de rupture est grande, plus la capacité de résistance à la tension de l'interrupteur à vide est forte, et à ce moment-là, le courant de fuite est plus faible.

Les facteurs affectant la capacité de résistance à la tension de l'interrupteur à vide, en plus des particules chargées présentes dans l'écart des contacts (le degré de vide joue un rôle majeur), sont également liés au boîtier de l'interrupteur à vide. Comme le montre la Figure 1, le boîtier de l'interrupteur à vide est fabriqué en céramique ou en verre. Étant donné que la céramique et le verre sont tous deux des matériaux isolants hydrophiles, ils ont une forte capacité d'absorption d'eau, et l'eau absorbe des impuretés. Sous l'effet d'une tension appliquée, ces impuretés sont facilement ionisées en particules chargées et provoquent une décharge de surface, réduisant la capacité de résistance à la tension de l'interrupteur à vide. À ce moment-là, la résistivité diélectrique du boîtier diminue, et le courant de fuite augmente.

Sous l'effet d'une tension appliquée, l'écart principal des contacts de l'interrupteur à vide et le boîtier de l'interrupteur à vide forment un circuit parallèle. Si la décharge de surface de l'interrupteur à vide se développe en flashover, cela indique que l'interrupteur à vide se brise le long de la surface du boîtier, affectant sérieusement les performances d'isolation de l'interrupteur à vide. De plus, pour le contacteur à vide alternatif, la qualité du boîtier est également un facteur affectant sa capacité de résistance à la tension.

2. Mesures d'amélioration

Comme la capacité de résistance à la tension du contacteur à vide alternatif dépend principalement de l'interrupteur à vide, et que les facteurs affectant la capacité de résistance à la tension de l'interrupteur à vide incluent l'intérieur de l'interrupteur et le boîtier, des mesures devraient être prises à partir de ces deux aspects pour l'amélioration.

Tout d'abord, du point de vue de l'intérieur de l'interrupteur à vide, il convient de prêter attention aux aspects suivants :

Améliorer la structure physique des contacts pour rendre le champ électrique de l'interrupteur à vide aussi uniforme que possible. Lorsque l'écart des contacts de l'interrupteur à vide est déterminé, améliorer la distribution du champ électrique dans l'interrupteur pour le rendre plus uniforme aide à améliorer la capacité de résistance à la tension de l'interrupteur à vide et à réduire le courant de fuite.

En pratique, premièrement, l'épaisseur des contacts doit être augmentée de manière appropriée, et les angles vifs et les bords des contacts doivent être émoussés, afin que la distribution du champ électrique dans ces parties ne soit pas trop concentrée, contribuant ainsi à améliorer la capacité de résistance à la tension de l'interrupteur à vide. De plus, pour les interrupteurs à vide haute tension et grande capacité, un écran de nivellement de tension doit également être conçu autour des contacts, et un écran de nivellement de tension auxiliaire doit être conçu à l'extrémité de l'écran de nivellement de tension pour améliorer efficacement la distribution du champ électrique près des contacts. La conception d'écrans d'extrémité près des couvercles d'extrémité aux deux extrémités de l'interrupteur à vide peut réduire efficacement l'intensité du champ électrique près des couvercles d'extrémité de l'interrupteur à vide.

Améliorer le degré de vide. Le degré de vide est un paramètre important reflétant la qualité de l'interrupteur à vide. Le degré de vide d'un interrupteur à vide qualifié se situe entre 10^-4 et 10^-2 Pa, c'est-à-dire 10^-6 et 10^-4 mmHg. Comme le montre la Figure 2, lorsque la pression de l'interrupteur à vide est supérieure à 10^-2 Pa, sa capacité de résistance à la tension diminue rapidement.

La surface de contact doit être lisse et plane. Si nécessaire, les arêtes vives sur la surface de contact doivent être éliminées par conditionnement.

Améliorer la coaxialité. Le guide tubulaire peut assurer efficacement la coaxialité de l'interrupteur à vide, mais parfois, la coaxialité n'est toujours pas dans le meilleur état et nécessite un ajustement minutieux. L'amélioration de la coaxialité assure le contact efficace des contacts mobiles et fixes, ce qui peut réduire la résistance de contact, réduire la chaleur générée lors de la fermeture des contacts, et réduire efficacement les dommages de surface causés par la soudure par fusion lors de l'ouverture des contacts.

Deuxièmement, du point de vue du boîtier de l'interrupteur à vide, il convient de prêter attention aux aspects suivants :

• Augmenter la distance de reptation. En particulier dans le cas de la miniaturisation des produits, cet objectif peut être atteint efficacement en concevant le boîtier en forme ondulée.

• Maintenir la propreté du boîtier et prêter attention à l'environnement d'utilisation. En particulier pour les interrupteurs à vide utilisés en extérieur dans des environnements pollués et humides, des mesures doivent être prises pour maintenir le boîtier propre.

• Pour les interrupteurs à vide haute tension et grande capacité, l'ajout de graisse de silicone isolante entre la surface extérieure de l'interrupteur à vide et la manchette en porcelaine isolante peut améliorer efficacement la résistivité diélectrique de la surface extérieure de l'interrupteur à vide. De plus, des matériaux ayant une forte résistivité diélectrique doivent être sélectionnés pour améliorer la capacité de résistance à la tension du boîtier du contacteur à vide alternatif.

3. Conclusion

En améliorant l'isolation interne de l'interrupteur à vide et en réduisant la conductivité de surface du boîtier de l'interrupteur à vide, et en améliorant la capacité de résistance à la tension du boîtier du contacteur à vide alternatif, la capacité de résistance à la tension du contacteur à vide alternatif peut être considérablement améliorée, et la qualité du produit peut être renforcée.