交流真空接触器的绝缘耐压能力と対策
運転中、AC真空接触器は雷過電圧や切り替え過電圧などの様々な過電圧にさらされることが多いです。したがって、AC真空接触器は一定の耐電圧能力を持つ必要があります。
AC真空接触器は、真空遮断器（その構造は図1に示されています）、ハウジング、電磁システム、二次回路、およびその他の部品で構成されています。これらのうち、真空遮断器はAC真空接触器の「心臓部」であり、その性能は直接AC真空接触器の耐電圧能力に影響します。
1. 影響要因と危険性
真空遮断器の設計と製造が完了すると、その可動接点と固定接点間のギャップdは変化しません。したがって、ギャップの破壊電圧の大きさは主に圧力p、つまり真空遮断器の真空度に依存します。真空度が高い場合、電子の相対密度は非常に低く、もちろん帯電粒子の数も少ないです。ガスの放電能力は非常に弱いため、破壊電圧は大きくなり、真空遮断器の耐電圧能力は強くなります。したがって理論的には、真空度が高いほど、圧力が低いほど、接点ギャップの絶縁強度が高くなり、破壊電圧が高くなり、真空遮断器の耐電圧能力が強くなります。このとき、リーク電流は小さくなります。
真空遮断器の耐電圧能力に影響を与える要因は、接点ギャップに存在する帯電粒子（真空度が主要な役割を果たす）だけでなく、真空遮断器の外殻にも関連しています。図1に示すように、真空遮断器の外殻はセラミックまたはガラスで作られています。セラミックとガラスはどちらも親水性絶縁材料であり、水分を吸収しやすく、水分は不純物を吸収します。適用電圧の作用下では、これらの不純物は容易にイオン化して帯電粒子となり、表面放電を引き起こし、真空遮断器の耐電圧能力を低下させます。このとき、外殻の絶縁強度が低下し、リーク電流が増加します。
適用電圧の作用下では、真空遮断器の主接点ギャップと真空遮断器の外殻が並列回路を形成します。真空遮断器の表面放電がフラッシュオーバーに発展すると、それは真空遮断器が外殻の表面沿いに破壊され、真空遮断器の絶縁性能に深刻な影響を及ぼしていることを示します。また、AC真空接触器の場合、外殻の品質もその耐電圧能力に影響を与える要因です。
2. 改善措置
AC真空接触器の耐電圧能力は主に真空遮断器に依存しており、真空遮断器の耐電圧能力に影響を与える要因には遮断器内部と外殻があります。これら二つの側面から改善措置を行うべきです。
まず、真空遮断器内部の観点からは以下の点に注意すべきです：
接点の物理構造を改善し、真空遮断器の電界を可能な限り均一にする。真空遮断器の接点ギャップが決定された場合、遮断器内の電界分布を均一にすることで、真空遮断器の耐電圧能力を向上させ、リーク電流を減少させるのに役立ちます。
実際には、まず接点の厚さを適切に増加させ、接点の鋭角やエッジを丸めるべきです。これにより、これらの部分での電界分布が集中しすぎることがなくなり、真空遮断器の耐電圧能力を向上させることができます。さらに、高電圧・大容量の真空遮断器では、接点周囲に均等化シールドを設計し、均等化シールドの端に補助的な均等化シールドを設計することで、接点近傍の電界分布を効果的に改善することができます。真空遮断器の両端の端キャップ近くに端シールドを設計することで、真空遮断器の端キャップ近傍の電界強度を効果的に減らすことができます。
真空度を改善する。真空度は真空遮断器の品質を反映する重要なパラメータです。合格した真空遮断器の真空度は10^-4〜10^-2 Paの範囲、つまり10^-6〜10^-4 mmHgの範囲にあります。図2に示すように、真空遮断器の圧力が10^-2 Paを超えると、その耐電圧能力は急速に低下します。
接点表面は滑らかで平らであるべきです。必要に応じて、接点表面のバリを調整によって取り除くべきです。
同軸性を改善する。ガイドスリーブは真空遮断器の同軸性を効果的に確保できますが、時には同軸性が最良の状態でないこともありますので、慎重に調整する必要があります。同軸性の改善により、可動接点と固定接点の効果的な接触が確保され、接点抵抗が減少し、接点が閉じたときに発生する熱が減少し、接点が開いたときに溶接による表面損傷が効果的に減少します。
次に、真空遮断器の外殻の観点からは以下の点に注意すべきです：
クリープ距離を増やす。特に製品の小型化の場合、外殻を波形状に設計することでこの目標を効果的に達成できます。
外殻の清潔を維持し、使用環境に注意する。特に汚染や湿気の多い屋外で使用される真空スイッチの場合、外殻を清潔に保つための措置を講じるべきです。
高電圧・大容量の真空遮断器の場合、真空遮断器の外表面と絶縁セラミックスリーブの間にシリコーングリース絶縁を追加することで、真空遮断器の外表面の絶縁強度を効果的に改善できます。また、高い絶縁強度を持つ材料を選択することで、AC真空接触器の外殻の耐電圧能力を向上させることができます。
3. 結論
真空遮断器の内部絶縁を改善し、真空遮断器の外殻の表面導電率を減少させ、AC真空接触器の外殻の耐電圧能力を向上させることで、AC真空接触器の耐電圧能力を大幅に向上させ、製品の品質を高めることができます。
