Dielektriskā izturība pret strāvas vakuumkontaktoriem un pasākumi

Darbā AC vakuumkontaktori bieži tiek izpostīti ar dažādiem pārspēkiem, piemēram, liksmes pārspēku un slēgšanas pārspēku. Tāpēc AC vakuumkontaktoriem jāspēj izturēt noteiktu spriegumu.

AC vakuumkontaktors sastāv no vakuuma pārtraukuma (tā struktūra ir parādīta Attēlā 1), korpusa, elektromagnētiskā sistēma, sekundārā ceļa un citiem komponentiem. No šiem, vakuuma pārtraukums ir AC vakuumkontaktora "sirds", un tā efektivitāte tieši ietekmē AC vakuumkontaktora sprieguma izturēšanas spēju.

1. Ietekmējošie faktori un bīstamības

Pēc vakuuma pārtraukuma dizainēšanas un ražošanas, tā kustīgā un statīvā kontakta atstarpe d paliek nemainīga. Tāpēc atstarpes pārtraukuma sprieguma lielums galvenokārt atkarīgs no spiediena p, t.i., vakuumā pārtraukuma vakuumgrāda. Ja vakuumgrāds ir relatīvi augsts, tad elektronu relatīvā blīvums ir ļoti zems, un, protams, uzlādēto daudzuma skaits arī ir mazs. Gāzes izlaides spēja ir ļoti vāja, tāpēc pārtraukuma spriegums ir liels, un vakuumā pārtraukuma sprieguma izturēšanas spēja ir stipra. Tāpēc teorētiski, jo augstāks vakuumgrāds, jo zemāks spiediens, jo augstāka dielektrikas spēja kontaktu atstarpei, jo lielāks pārtraukuma spriegums, jo stiprāka vakuumā pārtraukuma sprieguma izturēšanas spēja, un šajā laikā trūklenta strāva ir mazāka.

Faktori, kas ietekmē vakuumā pārtraukuma sprieguma izturēšanas spēju, kromā uzlādētajiem daudzumiem kontaktu atstarpē (vakuumgrāds spēlē galveno lomu), ir saistīti arī ar vakuumā pārtraukuma ārējo korpu. Kā parādīts Attēlā 1, vakuumā pārtraukuma ārējais korpus ir izgatavots no keramikas vai stikla. Keramika un stikls abi ir hidrofilie dielektriki materiāli, kuri spēj stipri absorbēt ūdeni, un ūdens absorbu impurities. Piepiestā sprieguma darbībā šīs impurities viegli jonizējas uzlādētos daudzumus un rada virsgraudu izlaides, samazinot vakuumā pārtraukuma sprieguma izturēšanas spēju. Šajā laikā korpusa dielektrikas spēja samazina, un trūklenta strāva palielinās.

Piepiestā sprieguma darbībā, vakuumā pārtraukuma galvenā kontaktu atstarpe un vakuumā pārtraukuma ārējais korpus veido paralēlu shēmu. Ja vakuumā pārtraukuma virsgrauda izlaide attīstās par flashover, tas norāda, ka vakuumā pārtraukums sabojājas pa korpusa virsmu, nopietni ietekmējot vakuumā pārtraukuma dielektrikas spēju. Papildus tam, AC vakuumkontaktora labākai kvalitātei, ārējā korpusa kvalitāte ir arī faktors, kas ietekmē tā sprieguma izturēšanas spēju.

2. Uzlabojumu pasākumi

Jo AC vakuumkontaktora sprieguma izturēšanas spēja galvenokārt atkarīga no vakuumā pārtraukuma, un faktori, kas ietekmē vakuumā pārtraukuma sprieguma izturēšanas spēju, ietver interrupter iekšpuses un ārējo korpu, uzlabojumiem jānotiek no abām pusēm.

Pirmkārt, no vakuumā pārtraukuma iekšpuses perspektīvas, jāpievērš uzmanība šādiem aspektiem:

Uzlabot kontaktu fizisko struktūru, lai vakuumā pārtraukuma elektrostatiskā lauka būtu iespējami vienmērīgāks. Kad vakuumā pārtraukuma kontaktu atstarpe ir noteikta, elektrostatiskā lauka sadalījuma pārtraukuma iekšienē vienmērīgums palīdz uzlabot vakuumā pārtraukuma sprieguma izturēšanas spēju un samazināt trūklento strāvu.

Praksē, vispirms, kontaktu biezums jāpalielina, un kontaktu griezumi un malas jānošķīra, lai šajos daļējos elektrostatiskā lauka sadalījums nebūtu pārāk koncentrēts, tādējādi palīdzot uzlabot vakuumā pārtraukuma sprieguma izturēšanas spēju. Papildus tam, augstsprieguma un liela jauda vakuumā pārtraukumiem, ap kontaktiem jāprojektē vienmērīgas aizsardzības šķidre, un pie vienmērīgas aizsardzības šķidres beigām jāprojektē papildu vienmērīgas aizsardzības šķidre, lai efektīvi uzlabotu elektrostatiskā lauka sadalījumu tuvā kontaktiem. Projektes beigu šķidres tuvā vakuumā pārtraukuma beigu cimdi efektīvi samazina elektrostatiskā lauka intensitāti tuvā vakuumā pārtraukuma beigu cimdiem.

Uzlabot vakuumgrādu. Vakuumgrāds ir svarīgs parametrs, kas atspoguļo vakuumā pārtraukuma kvalitāti. Kvalitatīva vakuumā pārtraukuma vakuumgrāds ir robežās starp 10^-4~ 10^-2 Pa, t.i., 10^-6~10^-4 mmHg. Kā parādīts Attēlā 2, ja vakuumā pārtraukuma spiediens ir lielāks par 10^-2 Pa, tā sprieguma izturēšanas spēja strauji samazina.

Kontaktu virsma jābūt gluda un plakana. Ja nepieciešams, kontaktu virsmā esošās nesaskaņas jānoņem, izmantojot kondicionēšanu.

Uzlabot koaksiālumu. Vadības cilindrs efektīvi nodrošina vakuumā pārtraukuma koaksiālumu, bet reizēm koaksiālums joprojām nav labākā stāvoklī un to jāpielāgo. Koaksiāluma uzlabošana nodrošina efektīvu kontaktu starp kustīgajiem un statīvajiem kontaktiem, kas var samazināt kontaktu pretestību, samazināt siltumu, ko radīt, kad kontakti tiek slēgti, un efektīvi samazināt virsgraudu kaitējumu, ko rada saldināšana, kad kontakti tiek atvērti.

Otrkārt, no vakuumā pārtraukuma ārējā korpusa perspektīvas, jāpievērš uzmanība šādiem aspektiem:

• Palielināt kropļošanas attālumu. Īpaši produktu miniaturizācijas gadījumā, šis mērķis var efektīvi tikt sasniegts, dizainējot ārējo korpu vāveņveida formā.

• Uzturēt ārējo korpu tīrību un piesaistīt uzmanību lietošanas videi. Īpaši ārējiem vakuumā pārtraukumiem, kas tiek izmantoti piesārņotā un mitrumā, jāpieņem pasākumi, lai uzturētu ārējo korpu tīru.

• Augstsprieguma un liela jauda vakuumā pārtraukumiem, pievienojot silikona smaržu izolāciju starp vakuumā pārtraukuma ārējo virsmu un izolējošo porcellāna sleju, efektīvi uzlabo vakuumā pārtraukuma ārējās virsmas izolācijas spēju. Papildus tam, jāizvēlas materiāli ar augstu izolācijas spēju, lai uzlabotu AC vakuumkontaktora ārējā korpusa sprieguma izturēšanas spēju.

3. Secinājums

Uzlabojot vakuumā pārtraukuma iekšējo izolāciju un samazinot vakuumā pārtraukuma ārējās virsmas virsgraudas vedamību, un uzlabojot AC vakuumkontaktora ārējā korpusa sprieguma izturēšanas spēju, AC vakuumkontaktora sprieguma izturēšanas spēju var lieliski uzlabot, un produktu kvalitāti var paaugstināt.