Dielektrična odpornost AC vakuumskih kontaktorjev in protiukrepi

Med izvajanjem so AC vakuumski kontaktorji pogosto izpostavljeni različnim prekomernim napetostim, kot so prekomerna napetost zaradi groma in prekomerna napetost zaradi vklapljanja/izklopa. Zato morajo AC vakuumski kontaktorji imeti določeno zmogljivost za odporanje napetosti.

AC vakuumski kontaktor se sestoji iz vakuumnega prekinitve (njegova struktura je prikazana na Sliki 1), oklepaja, elektromagnetskega sistema, sekundarnega kruga in drugih komponent. Med njimi je vakuumni prekinilec "srce" AC vakuumskih kontaktorjev, njegove lastnosti neposredno vplivajo na zmogljivost za odporanje napetosti AC vakuumskih kontaktorjev.

1. Vplivni faktorji in tveganja

Po končanem oblikovanju in proizvodnji vakuumnega prekinitve ostane praznina d med gibljivim in stacionarnim kontaktom nespremenjena. Zato velikost prekožne napetosti predvsem odvisna od tlaka p, to je stopnje vakuma vakuumnega prekinitve. Ko je stopnja vakuma relativno visoka, je relativna gostota elektronov zelo nizka, seveda je tudi število nabiti častice majhno. Prostorska vedenja plinov je zelo slaba, zato je prekožna napetost velika, zmogljivost za odporanje napetosti vakuumnega prekinitve pa je močna. Torej teoretično, čim višja stopnja vakuma, tem manjši tlak, tem večja dielektrična trdota kontaktnega presledka, tem večja prekožna napetost, tem močnejša zmogljivost za odporanje napetosti vakuumnega prekinitve, pri čemer je tok utrke manjši.

Faktorji, ki vplivajo na zmogljivost za odporanje napetosti vakuumnega prekinitve, poleg obstoječih nabiti častic v kontaktnem presledku (stopnja vakuma igra glavno vlogo), so tudi povezani z zunanjim omarijem vakuumnega prekinitve. Kot je prikazano na Sliki 1, je zunani omarij vakuumnega prekinitve izdelan iz keramike ali stekla. Ker so keramika in steklo oba hidrofilna izolacijska materiala, imata močno sposobnost absorpcije vode, ki absorbira nečistoče. Pod dejstvom uporabljene napetosti se te nečistoče lahko enostavno jonizirajo v nabite častice in povzročijo površinsko razbod, kar zmanjša zmogljivost za odporanje napetosti vakuumnega prekinitve. V tem trenutku se izolacijska trdota omarija zmanjša, tok utrke pa se poveča.

Pod dejstvom uporabljene napetosti glavni kontaktni presledki vakuumnega prekinitve in zunani omarij vakuumnega prekinitve tvorita vzporedni tok. Če se površinska razbod vakuumnega prekinitve razvije v bljesnjenje, to pomeni, da vakuumni prekinilec prekoži po površini omarija, kar hudo vpliva na izolacijsko zmogljivost vakuumnega prekinitve. Poleg tega je za AC vakuumski kontaktor kakovost zunanjega omarija tudi faktor, ki vpliva na njegovo zmogljivost za odporanje napetosti.

2. Ukrepi za izboljšave

Ker zmogljivost za odporanje napetosti AC vakuumskih kontaktorjev predvsem odvisna od vakuumnega prekinitve, in faktorji, ki vplivajo na zmogljivost za odporanje napetosti vakuumnega prekinitve, vključujejo notranjost prekinitve in zunani omarij, bi se ukrepi za izboljšavo morali usmeriti v ta dva področja.

Prvič, iz perspektive notranjosti vakuumnega prekinitve, bi se moralo posvetiti naslednjim vidikom:

Izboljšati fizično strukturo kontaktov, da bi električno polje vakuumnega prekinitve postalo čim bolj enakomerno. Ko je kontaktni presledek vakuumnega prekinitve določen, izboljšanje porazdelitve električnega polja v prekinitve, da postane bolj enakomerno, pomaga izboljšati zmogljivost za odporanje napetosti vakuumnega prekinitve in zmanjša tok utrke.

V praksi najprej bi bilo treba primerno povečati debelino kontaktov in zaostritev in robov kontaktov zgladiti, da bi se porazdelitev električnega polja v teh delih ne bi bila preveč koncentrirana, s čimer bi pomagali izboljšati zmogljivost za odporanje napetosti vakuumnega prekinitve. Poleg tega bi za visokonapetostne in velikopovršinske vakuumne prekinitve morali biti okoli kontaktov oblikovani ravnotežni ščiti, in na koncu ravnotežnega ščita bi morali biti oblikovani pomočni ravnotežni ščiti, da bi učinkovito izboljšali porazdelitev električnega polja blizu kontaktov. Oblikovanje končnih ščitov blizu končnic na obeh koncih vakuumnega prekinitve učinkovito zmanjša intenziteto električnega polja blizu končnic vakuumnega prekinitve.

Izboljšati stopnjo vakuma. Stopnja vakuma je pomemben parameter, ki odraža kakovost vakuumnega prekinitve. Stopnja vakuma kvalitetnega vakuumnega prekinitve ima obseg med 10^-4 do 10^-2 Pa, to je 10^-6 do 10^-4 mmHg. Kot je prikazano na Sliki 2, ko je tlak vakuumnega prekinitve večji od 10^-2 Pa, njegova zmogljivost za odporanje napetosti hitro pada.

Ploskev kontakta bi morala biti gladka in ravena. Če je potrebno, bi morali biti rezi na ploskvi kontakta odstranjeni z kondicioniranjem.

Izboljšati kozinearnost. Vodilni čev lahko učinkovito zagotovi kozinearnost vakuumnega prekinitve, vendar je kozinearnost občasno še vedno ni v najboljšem stanju in jo je treba skrbno prilagoditi. Izboljšanje kozinearnosti zagotavlja učinkovit kontakt gibljivih in stacionarnih kontaktov, kar zmanjša upornost kontakta, zmanjša toplotno izdajanje ob zapiranju kontaktov in učinkovito zmanjša površinsko poškodbo, ki je povzročena spajanjem ob odpiranju kontaktov.

Drugič, iz perspektive zunanjega omarija vakuumnega prekinitve, bi se moralo posvetiti naslednjim vidikom:

• Povečati premikanje. Še posebej pri minimizaciji izdelkov, ta cilj lahko učinkovito dosežemo z oblikovanjem zunanjega omarija v valovito obliko.

• Održati čистоту корпуса и обратить внимание на условия эксплуатации. Особенно для вакуумных выключателей, используемых на открытом воздухе в загрязненных и влажных условиях, необходимо принимать меры для поддержания чистоты корпуса.

• Za visokonapetostne in velikopovršinske vakuumne prekinitve dodajanje silikonske masti za izolacijo med zunanjo površino vakuumnega prekinitve in izolacijskim keramičnim cevljem lahko učinkovito izboljša izolacijsko trdoto zunanje površine vakuumnega prekinitve. Poleg tega morajo biti izbrani materiali z visoko izolacijsko trdoto, da bi izboljšali zmogljivost za odporanje napetosti zunanjega omarija AC vakuumskih kontaktorjev.

3. Zaključek

S izboljšanjem notranje izolacije vakuumnega prekinitve in zmanjšanjem površinske prevodnosti zunanjega omarija vakuumnega prekinitve ter izboljšanjem zmogljivosti za odporanje napetosti zunanjega omarija AC vakuumskih kontaktorjev, se lahko znatno izboljša zmogljivost za odporanje napetosti AC vakuumskih kontaktorjev in kakovost izdelka.