Dielektrična otpornost AC vakuumskih kontaktora i protumjere

Tijekom rada, AC vakuum kontaktori često su izloženi različitim prenaponima, poput prenapona od munjice i prenapona pri prekidu. Stoga AC vakuum kontaktori moraju imati određenu sposobnost održavanja napona.

AC vakuum kontakator sastavljen je od vakuum prekidača (njegova struktura prikazana je na slici 1), kućišta, elektromagnetskog sustava, sekundarnog kruga i drugih komponenti. Među njima, vakuum prekidač je "srce" AC vakuum kontakatora, a njegove performanse direktno utječu na sposobnost održavanja napona AC vakuum kontakatora.

1. Faktori utjecaja i opasnosti

Nakon završetka dizajna i proizvodnje vakuum prekidača, razmak d između pokretnih i statičnih kontakata ostaje nepromjenjen. Stoga se veličina napona potrebnog za razaranje razmaka uglavnom ovisi o tlaku p, to jest, stepenu vakuma u vakuum prekidaču. Kada je stepen vakuma relativno visok, relativna gustoća elektrona vrlo je niska, a naravno, broj nabijenih čestica je također mali. Sposobnost iscrpljivanja plinova je vrlo slaba, stoga je napon potreban za razaranje velik, a sposobnost održavanja napona vakuum prekidača je jak. Stoga, teoretski, što je stepen vakuma veći, a tlak manji, to je dielektrična čvrstoća kontaktne praznine veća, napon potreban za razaranje veći, a sposobnost održavanja napona vakuum prekidača jača, a tada je strujanje curenja manje.

Faktori koji utječu na sposobnost održavanja napona vakuum prekidača, osim postojanja nabijenih čestica u kontakt nožici (stepen vakuma ima ključnu ulogu), također su vezani uz vanjsku ljusku vakuum prekidača. Kao što je prikazano na slici 1, vanjska ljuska vakuum prekidača izrađena je od keramike ili stakla. Budući da su keramika i staklo hidrofilne izolacijske materijale, imaju snažnu sposobnost apsorbiranja vode, a voda apsorbira nečistoće. Pod djelovanjem primijenjenog napona, ove nečistoće lako se joniziraju u nabijene čestice i uzrokuju površinsko iscrpljivanje, smanjujući sposobnost održavanja napona vakuum prekidača. Tada se smanjuje izolacijska čvrstoća ljuske, a strujanje curenja povećava.

Pod djelovanjem primijenjenog napona, glavni kontakt razmak vakuum prekidača i vanjska ljuska vakuum prekidača formiraju paralelni krug. Ako se površinsko iscrpljivanje vakuum prekidača razvije u iskrivljanje, to upućuje na to da vakuum prekidač prekida duž površine ljuske, težko utječeći na izolacijske performanse vakuum prekidača. Osim toga, za AC vakuum kontakator, kvaliteta vanjske ljuske je također faktor koji utječe na njegovu sposobnost održavanja napona.

2. Mjere poboljšanja

Budući da se sposobnost održavanja napona AC vakuum kontakatora uglavnom temelji na vakuum prekidaču, a faktori koji utječu na sposobnost održavanja napona vakuum prekidača uključuju unutrašnjost prekidača i vanjsku ljusku, trebalo bi poduzeti mjere s obzirom na ova dva aspekta kako bi se doseglo poboljšanje.

Prvo, s obzirom na unutrašnjost vakuum prekidača, treba obratiti pozornost na sljedeće aspekte:

Poboljšati fizičku strukturu kontakata kako bi se električno polje vakuum prekidača bilo što jednoličnije. Kada je kontakt razmak vakuum prekidača određen, poboljšanje raspodjele električnog polja u prekidaču kako bi se bilo što jednoličnije pomoglo poboljšati sposobnost održavanja napona vakuum prekidača i smanjiti strujanje curenja.

U praksi, prvo bi se trebala adekvatno povećati debljina kontakata, a oštre rubove i ivice kontakata trebalo bi ublažiti, kako bi se raspodjela električnog polja na tim dijelovima nije previše koncentrirana, time pomažući poboljšanju sposobnosti održavanja napona vakuum prekidača. Osim toga, za visokonaponske i velikokapacitetne vakuum prekidače, trebalo bi dizajnirati ekran za jednakosti napona oko kontakata, a na kraju ekrana za jednakosti napona trebalo bi dizajnirati pomoćni ekran za jednakosti napona kako bi se efektivno poboljšala raspodjela električnog polja blizu kontakata. Dizajniranje krajevnih ekranova blizu krajevnih kapljiča na obje strane vakuum prekidača može efektivno smanjiti intenzitet električnog polja blizu krajevnih kapljiča vakuum prekidača.

Poboljšati stepen vakuma. Stepen vakuma je važan parametar koji odražava kvalitetu vakuum prekidača. Stepen vakuma kvalitetnog vakuum prekidača nalazi se u rasponu od 10^-4 do 10^-2 Pa, to jest, 10^-6 do 10^-4 mmHg. Kao što je prikazano na slici 2, kada je tlak vakuum prekidača veći od 10^-2 Pa, njegova sposobnost održavanja napona brzo opada.

Površina kontakata trebala bi biti gladka i ravna. Ako je potrebno, burine na površini kontakata trebalo bi ukloniti usmjeravanjem.

Poboljšati koaksijalnost. Vodičevi mogu efektivno osigurati koaksijalnost vakuum prekidača, ali ponekad koaksijalnost i dalje nije u najboljem stanju i treba pažljivo prilagoditi. Poboljšanje koaksijalnosti osigurava učinkoviti kontakt pokretnih i statičnih kontakata, što može smanjiti otpor kontakta, smanjiti toplinu generiranu pri zatvaranju kontakata i efektivno smanjiti površinsku oštećenja nastala spajanjem pri otvaranju kontakata.

Drugo, s obzirom na vanjsku ljusku vakuum prekidača, treba obratiti pozornost na sljedeće aspekte:

• Povećati udaljenost prolaza. Posebno u slučaju miniaturizacije proizvoda, ovaj cilj se može efektivno postići dizajnirajući vanjsku ljusku u valjakasto oblik.

• Održavati čistoću vanjske ljuske i paziti na uvjete korištenja. Posebno za vakuum sklopove koristene na otvorenom u zagađenim i vlaznim okruženjima, trebalo bi poduzeti mjere kako bi se održala čistoća vanjske ljuske.

• Za visokonaponske i velikokapacitetne vakuum prekidače, dodavanje silikonske masti izolacije između vanjske površine vakuum prekidača i izolacijskog keramičkog rukava može efektivno poboljšati izolacijsku čvrstoću vanjske površine vakuum prekidača. Osim toga, moraju se odabrati materijali s visokom izolacijskom čvrstoću kako bi se poboljšala sposobnost održavanja napona vanjske ljuske AC vakuum kontakatora.

3. Zaključak

Poboljšanjem unutarnje izolacije vakuum prekidača i smanjenjem površinske provodnosti vanjske ljuske vakuum prekidača, te poboljšanjem sposobnosti održavanja napona vanjske ljuske AC vakuum kontakatora, može se značajno poboljšati sposobnost održavanja napona AC vakuum kontakatora, a time i kvaliteta proizvoda.