Resistenza dielettrica dei contattori a vuoto CA e controstrategie

Durante l'operazione, i contattori a vuoto in corrente alternata sono spesso sottoposti a varie sovratensioni come la sovratensione da fulmine e la sovratensione da commutazione. Pertanto, i contattori a vuoto in corrente alternata devono avere una certa capacità di resistenza alla tensione.

Un contattore a vuoto in corrente alternata è composto da un interruttore a vuoto (la sua struttura è mostrata nella Figura 1), un involucro, un sistema elettromagnetico, un circuito secondario e altri componenti. Tra questi, l'interruttore a vuoto è il "cuore" del contattore a vuoto in corrente alternata, e le sue prestazioni influiscono direttamente sulla capacità di resistenza alla tensione del contattore a vuoto in corrente alternata.

1. Fattori di influenza e pericoli

Dopo che il design e la fabbricazione dell'interruttore a vuoto sono completati, lo spazio d tra i contatti mobili e statici rimane invariato. Pertanto, l'entità della tensione di rottura dello spazio dipende principalmente dalla pressione p, cioè dal grado di vuoto dell'interruttore a vuoto. Quando il grado di vuoto è relativamente alto, la densità relativa degli elettroni è molto bassa, e naturalmente anche il numero di particelle cariche è ridotto. La capacità di scarica del gas è molto debole, quindi la tensione di rottura è alta, e la capacità di resistenza alla tensione dell'interruttore a vuoto è forte. Quindi, teoricamente, più alto è il grado di vuoto, minore è la pressione, maggiore è la resistenza dielettrica dello spazio tra i contatti, maggiore è la tensione di rottura, maggiore è la capacità di resistenza alla tensione dell'interruttore a vuoto, e in questo caso, la corrente di fuga è minore.

I fattori che influenzano la capacità di resistenza alla tensione dell'interruttore a vuoto, oltre alle particelle cariche esistenti nello spazio tra i contatti (il grado di vuoto gioca un ruolo principale), sono anche legati all'involucro esterno dell'interruttore a vuoto. Come mostrato nella Figura 1, l'involucro esterno dell'interruttore a vuoto è realizzato in ceramica o vetro. Poiché sia la ceramica che il vetro sono materiali isolanti idrofili, hanno una forte capacità di assorbire acqua, e l'acqua assorbe impurità. Sotto l'effetto di una tensione applicata, queste impurità si ionizzano facilmente in particelle cariche e causano una scarica superficiale, riducendo la capacità di resistenza alla tensione dell'interruttore a vuoto. In questo caso, la resistenza dielettrica dell'involucro diminuisce, e la corrente di fuga aumenta.

Sotto l'effetto di una tensione applicata, lo spazio principale tra i contatti dell'interruttore a vuoto e l'involucro esterno dell'interruttore a vuoto formano un circuito parallelo. Se la scarica superficiale dell'interruttore a vuoto si sviluppa in un flashover, indica che l'interruttore a vuoto si rompe lungo la superficie dell'involucro, influendo seriamente sulle prestazioni isolate dell'interruttore a vuoto. Inoltre, per il contattore a vuoto in corrente alternata, la qualità dell'involucro esterno è anche un fattore che influenza la sua capacità di resistenza alla tensione.

2. Misure di miglioramento

Poiché la capacità di resistenza alla tensione del contattore a vuoto in corrente alternata dipende principalmente dall'interruttore a vuoto, e i fattori che influenzano la capacità di resistenza alla tensione dell'interruttore a vuoto includono l'interno dell'interruttore e l'involucro esterno, dovrebbero essere prese misure da questi due aspetti per migliorare.

In primo luogo, dal punto di vista dell'interno dell'interruttore a vuoto, si dovrebbe prestare attenzione ai seguenti aspetti:

Migliorare la struttura fisica dei contatti per rendere il campo elettrico dell'interruttore a vuoto il più uniforme possibile. Quando lo spazio tra i contatti dell'interruttore a vuoto è determinato, migliorare la distribuzione del campo elettrico nell'interruttore per renderlo più uniforme aiuta a migliorare la capacità di resistenza alla tensione dell'interruttore a vuoto e a ridurre la corrente di fuga.

Nella pratica, prima di tutto, lo spessore dei contatti dovrebbe essere adeguatamente aumentato, e gli angoli e i bordi dei contatti dovrebbero essere smussati, in modo che la distribuzione del campo elettrico in queste parti non sia troppo concentrata, aiutando così a migliorare la capacità di resistenza alla tensione dell'interruttore a vuoto. Inoltre, per interruttori a vuoto ad alta tensione e grande capacità, dovrebbe essere progettato uno schermo di eguagliamento di tensione intorno ai contatti, e uno schermo di eguagliamento di tensione ausiliario dovrebbe essere progettato all'estremità dello schermo di eguagliamento di tensione per migliorare efficacemente la distribuzione del campo elettrico vicino ai contatti. Progettare schermi terminali vicini ai cappucci terminali alle due estremità dell'interruttore a vuoto può ridurre efficacemente l'intensità del campo elettrico vicino ai cappucci terminali dell'interruttore a vuoto.

Migliorare il grado di vuoto. Il grado di vuoto è un parametro importante che riflette la qualità dell'interruttore a vuoto. Il grado di vuoto di un interruttore a vuoto qualificato ha un intervallo, tra 10^-4~ 10^-2 Pa, cioè 10^-6~10^-4 mmHg. Come mostrato nella Figura 2, quando la pressione dell'interruttore a vuoto è superiore a 10^-2 Pa, la sua capacità di resistenza alla tensione diminuisce rapidamente.

La superficie di contatto dovrebbe essere liscia e piana. Se necessario, le protuberanze sulla superficie di contatto dovrebbero essere rimosse attraverso la condizionatura.

Migliorare la concentricità. La guida può garantire efficacemente la concentricità dell'interruttore a vuoto, ma a volte la concentricità non è ancora nello stato ottimale e deve essere regolata con cura. L'aggiornamento della concentricità garantisce il contatto efficace tra i contatti mobili e statici, che può ridurre la resistenza di contatto, ridurre il calore generato quando i contatti sono chiusi, e ridurre efficacemente il danno superficiale causato dalla saldatura quando i contatti sono aperti.

In secondo luogo, dal punto di vista dell'involucro esterno dell'interruttore a vuoto, si dovrebbe prestare attenzione ai seguenti aspetti:

• Aumentare la distanza di rampa. Specialmente nel caso di miniaturizzazione del prodotto, questo obiettivo può essere raggiunto efficacemente progettando l'involucro esterno in forma ondulata.

• Mantenere la pulizia dell'involucro esterno e prestare attenzione all'ambiente di utilizzo. Specialmente per gli interruttori a vuoto usati all'aperto in ambienti inquinati e umidi, si dovrebbero prendere misure per mantenere l'involucro esterno pulito.

• Per interruttori a vuoto ad alta tensione e grande capacità, l'aggiunta di grasso silicone tra la superficie esterna dell'interruttore a vuoto e la manica isolante in porcellana può migliorare efficacemente la resistenza dielettrica della superficie esterna dell'interruttore a vuoto. Inoltre, devono essere selezionati materiali con alta resistenza dielettrica per migliorare la capacità di resistenza alla tensione dell'involucro esterno del contattore a vuoto in corrente alternata.

3. Conclusione

Migliorando l'isolamento interno dell'interruttore a vuoto e riducendo la conduttività superficiale dell'involucro esterno dell'interruttore a vuoto, e migliorando la capacità di resistenza alla tensione dell'involucro esterno del contattore a vuoto in corrente alternata, la capacità di resistenza alla tensione del contattore a vuoto in corrente alternata può essere notevolmente migliorata, e la qualità del prodotto può essere migliorata.