Capacidade de resistencia dieléctrica dos contactores de vácuo AC e medidas correctivas

Durante a operación, os contactadores de vacío AC están frecuentemente sometidos a diversos sobrevoltaxes, como o sobrevoltaxe por raio e o sobrevoltaxe de conmutación. Polo tanto, os contactadores de vacío AC deben ter unha certa capacidade de resistencia ao voltaxe.

Un contactador de vacío AC está composto por un interrumpidor de vacío (a súa estrutura móstrase na Figura 1), un estuche, un sistema electromagnético, un circuito secundario e outros componentes. Entre eles, o interrumpidor de vacío é o "corazón" do contactador de vacío AC, e o seu rendemento afecta directamente a capacidade de resistencia ao voltaxe do contactador de vacío AC.

1. Factores de influencia e perigos

Despois de completar o deseño e fabricación dun interrumpidor de vacío, a separación d entre os contactos móvel e estático permanece inalterada. Polo tanto, a magnitude da tensión de ruptura da separación depende principalmente da presión p, é dicir, do grao de vacío do interrumpidor de vacío. Cando o grao de vacío é relativamente alto, a densidade relativa de eléctrons é moi baixa, e, por suposto, tamén o número de partículas cargadas é pequeno. A capacidade de descarga do gas é moi débil, polo que a tensión de ruptura é grande, e a capacidade de resistencia ao voltaxe do interrumpidor de vacío é forte. Polo tanto, teoricamente, canto maior sexa o grao de vacío, menor será a presión, maior será a resistencia dieléctrica da separación dos contactos, maior será a tensión de ruptura, e máis forte será a capacidade de resistencia ao voltaxe do interrumpidor de vacío, e neste momento, a corrente de fuga será menor.

Os factores que afectan a capacidade de resistencia ao voltaxe do interrumpidor de vacío, ademais das partículas cargadas existentes na separación dos contactos (o grao de vacío xoga un papel principal), tamén están relacionados co estuche exterior do interrumpidor de vacío. Como se mostra na Figura 1, o estuche exterior do interrumpidor de vacío está feito de cerámica ou vidro. Xa que a cerámica e o vidro son ambos materiais aislantes hidrófilos, teñen unha gran capacidade de absorción de auga, e a auga absorve impurezas. Baixo a acción dunha tensión aplicada, estas impurezas son facilmente ionizadas en partículas cargadas e causan descargas superficiais, reducindo a capacidade de resistencia ao voltaxe do interrumpidor de vacío. Neste momento, a resistencia dieléctrica do estuche diminúe, e a corrente de fuga aumenta.

Baixo a acción dunha tensión aplicada, a separación principal dos contactos do interrumpidor de vacío e o estuche exterior do interrumpidor de vacío forman un circuito paralelo. Se a descarga superficial do interrumpidor de vacío se desenvolve nun flashover, indica que o interrumpidor de vacío rompe ao longo da superficie do estuche, afectando gravemente o rendemento aislante do interrumpidor de vacío. Ademais, para o contactador de vacío AC, a calidade do estuche exterior tamén é un factor que afecta a súa capacidade de resistencia ao voltaxe.

2. Medidas de mellora

Xa que a capacidade de resistencia ao voltaxe do contactador de vacío AC depende principalmente do interrumpidor de vacío, e os factores que afectan a capacidade de resistencia ao voltaxe do interrumpidor de vacío inclúen o interior do interrumpidor e o estuche exterior, deben tomarse medidas desde estos dous aspectos para mellorar.

Primeiro, desde o punto de vista do interior do interrumpidor de vacío, debe prestar atención aos seguintes aspectos:

Melorar a estrutura física dos contactos para facer que o campo eléctrico do interrumpidor de vacío sexa o máis uniforme posible. Cando a separación dos contactos do interrumpidor de vacío está determinada, mellorar a distribución do campo eléctrico no interrumpidor para que sexa máis uniforme axuda a mellorar a capacidade de resistencia ao voltaxe do interrumpidor de vacío e a reducir a corrente de fuga.

Na práctica, primeiro, a espesor dos contactos debe aumentarse adequadamente, e as aristas e bordos dos contactos deben ser afilados, para que a distribución do campo eléctrico nestas partes non sexa demasiado concentrada, axudando así a mellorar a capacidade de resistencia ao voltaxe do interrumpidor de vacío. Ademais, para interrumpidores de vacío de alta tensión e gran capacidade, tamén debe deseñarse un escudo de nivelación de tensión ao redor dos contactos, e debe deseñarse un escudo de nivelación de tensión auxiliar no final do escudo de nivelación de tensión para mellorar eficazmente a distribución do campo eléctrico próximo aos contactos. Deseñar escudos finais próximos ás tapas finais do interrumpidor de vacío pode reducir eficazmente a intensidade do campo eléctrico próximo ás tapas finais do interrumpidor de vacío.

Melorar o grao de vacío. O grao de vacío é un parámetro importante que reflicte a calidade do interrumpidor de vacío. O grao de vacío dun interrumpidor de vacío cualificado ten un rango, entre 10^-4~10^-2 Pa, é dicir, 10^-6~10^-4 mmHg. Como se mostra na Figura 2, cando a presión do interrumpidor de vacío é maior que 10^-2 Pa, a súa capacidade de resistencia ao voltaxe diminúe rapidamente.

A superficie de contacto debe ser lisa e plana. Se é necesario, deben eliminarse as rebabas na superficie de contacto mediante condicionamento.

Melorar a coaxialidade. A guía pode asegurar eficazmente a coaxialidade do interrumpidor de vacío, pero ás veces a coaxialidade aínda non está no mellor estado e necesita ser axustada cuidadosamente. A mellora da coaxialidade asegura o contacto efectivo entre os contactos móvel e estático, o que pode reducir a resistencia de contacto, reducir o calor xerado cando os contactos están pechados, e reducir eficazmente o dano superficial provocado pola soldadura por fusión cando os contactos están abertos.

Segundo, desde o punto de vista do estuche exterior do interrumpidor de vacío, debe prestar atención aos seguintes aspectos:

• Aumentar a distancia de rampa. Especialmente no caso de produtos miniaturizados, este obxectivo pode lograrse eficazmente deseñando o estuche exterior en forma ondulada.

• Manter a limpeza do estuche exterior e prestar atención ao ambiente de uso. Especialmente para interruptores de vacío utilizados ao aire libre en entornos contaminados e húmidos, deben tomarse medidas para manter o estuche exterior limpo.

• Para interrumpidores de vacío de alta tensión e gran capacidade, engadir graxa de silicón como aislante entre a superficie exterior do interrumpidor de vacío e a manga de porcelana aislante pode mellorar eficazmente a resistencia dieléctrica da superficie exterior do interrumpidor de vacío. Ademais, deben seleccionarse materiais con alta resistencia dieléctrica para mellorar a capacidade de resistencia ao voltaxe do estuche exterior do contactador de vacío AC.

3. Conclusión

Mediante a mellora do aislamento interno do interrumpidor de vacío e a redución da conductividade superficial do estuche exterior do interrumpidor de vacío, e a mellora da capacidade de resistencia ao voltaxe do estuche exterior do contactador de vacío AC, a capacidade de resistencia ao voltaxe do contactador de vacío AC pode mellorarse enormemente, e a calidade do produto pode mellorarse.