Dielektrik Dayanıklılık Kapasitesi ve AC Vakum Kontakterleri İçin Önlemler

İşlem sırasında, AC vakum kontaktörleri genellikle yıldırım aşırı gerilimi ve anahtarlama aşırı gerilimi gibi çeşitli aşırı gerilimlere maruz kalır. Bu nedenle, AC vakum kontaktörlerinin belirli bir gerilim dayanımı olmalıdır.

Bir AC vakum kontaktörü, vakum kesici (yapısı Şekil 1'de gösterilmiştir), kaplama, manyetik sistem, ikincil devre ve diğer bileşenlerden oluşur. Bunlar arasında, vakum kesici AC vakum kontaktörünün "kalbi"dir ve performansı doğrudan AC vakum kontaktörünün gerilim dayanımını etkiler.

1. Etkileyici Faktörler ve Tehlikeler

Bir vakum kesicinin tasarımı ve üretimi tamamlandıktan sonra, hareketli ve statik kontaktları arasındaki boşluk d sabit kalır. Bu nedenle, boşluğun bozulma geriliminin büyüklüğü çoğunlukla basınç p'ye, yani vakum kesicinin vakum derecesine bağlıdır. Vakum derecesi oldukça yüksek olduğunda, elektronların nispi yoğunluğu çok düşük olur ve tabii ki yüklü parçacıkların sayısı da azdır. Gazın salınım kapasitesi çok zayıf olduğundan, bozulma gerilimi büyük olur ve vakum kesicinin gerilim dayanımı güçlüdür. Bu nedenle, teorik olarak, vakum derecesi ne kadar yüksekse, basınç o kadar düşük olur, kontakt boşluğunun dielektrik dayanımı daha yüksek olur, bozulma gerilimi artar, vakum kesicinin gerilim dayanımı güçlenir ve bu durumda sızıntı akımı daha az olur.

Vakum kesicinin gerilim dayanımını etkileyen faktörler, kontakt boşluğunda bulunan yüklü parçacıkların (vakum derecesi önemli rol oynar) yanı sıra, vakum kesicinin dış kabuğuna da bağlıdır. Şekil 1'de gösterildiği gibi, vakum kesicinin dış kabuğu seramik veya camdan yapılmıştır. Seramik ve cam hem hidrofilik yalıtım malzemeleridir, bu nedenle suyu güçlü bir şekilde emme yeteneğine sahiptir ve su kirleticileri emer. Uygulanan gerilim altında, bu kirleticiler kolayca iyonize olup yüklü parçacıklara dönüşür ve yüzey salınımına neden olur, bu da vakum kesicinin gerilim dayanımını azaltır. Bu noktada, kabuğun yalıtım dayanımı azalır ve sızıntı akımı artar.

Uygulanan gerilim altında, vakum kesicinin ana kontakt boşluğu ve vakum kesicinin dış kabuğu paralel devre oluşturur. Eğer vakum kesicinin yüzey salınımı flaşover haline gelirse, bu, vakum kesicinin kabuğun yüzeyi boyunca bozulduğunu gösterir ve vakum kesicinin yalıtım performansını ciddi şekilde etkiler. Ayrıca, AC vakum kontaktörü için, dış kabuğun kalitesi de onun gerilim dayanımını etkileyen bir faktördür.

2. İyileştirme Önlemleri

AC vakum kontaktörünün gerilim dayanımının çoğunlukla vakum kesiciden bağımlı olması ve vakum kesicinin gerilim dayanımını etkileyen faktörlerin kesicinin içi ve dış kabuğu içerdiği için, iyileştirmeler bu iki açıdan yapılmalıdır.

Öncelikle, vakum kesicinin içi açısından, aşağıdaki konulara dikkat edilmelidir:

Kontaktların fiziksel yapısını geliştirerek, vakum kesicinin elektrik alanını mümkün olduğunca düzgün hale getirmek. Vakum kesicinin kontakt boşluğu belirlendiğinde, kesicinin içindeki elektrik alan dağılımını daha düzgün hale getirmek, vakum kesicinin gerilim dayanımını artırmaya ve sızıntı akımını azaltmaya yardımcı olur.

Pratikte, ilk olarak, kontaktların kalınlığı uygun bir şekilde artırılmalı ve kontaktların keskin köşeleri ve kenarları yumuşatılmalıdır, böylece bu bölümlerdeki elektrik alan dağılımı çok yoğunlaşmaz, bu da vakum kesicinin gerilim dayanımını artırmaya yardımcı olur. Ayrıca, yüksek gerilimli ve büyük kapasiteli vakum kesiciler için, kontaktların etrafına bir gerilim eşitleme kalkanı tasarlanmalı ve gerilim eşitleme kalkanının ucunda bir yardımcı gerilim eşitleme kalkanı tasarlanmalı, böylece kontaktların yakınındaki elektrik alan dağılımını etkili bir şekilde iyileştirebilir. Vakum kesicinin her iki ucundaki uç kapaklarının yakınında uç kalkanları tasarlamak, vakum kesicinin uç kapaklarındaki elektrik alan yoğunluğunu etkili bir şekilde azaltabilir.

Vakum derecesini iyileştirmek. Vakum derecesi, vakum kesicinin kalitesini yansıtan önemli bir parametredir. Kalifiye bir vakum kesicinin vakum derecesi 10^-4~10^-2 Pa aralığında, yani 10^-6~10^-4 mmHg'dır. Şekil 2'de gösterildiği gibi, vakum kesicinin basıncı 10^-2 Pa'dan büyük olduğunda, gerilim dayanımı hızlı bir şekilde azalır.

Kontakt yüzeyi pürüzsüz ve düz olmalıdır. Gerektiğinde, kontakt yüzeyindeki tırtıklar kondisyonlama ile kaldırılmalıdır.

Eksenel uyumu iyileştirmek. Rehber tüp, vakum kesicinin eksenel uyumunu etkili bir şekilde sağlayabilir, ancak bazen eksenel uyum en iyi durumda olmayabilir ve dikkatli bir şekilde ayarlanması gerekir. Eksenel uyumun iyileştirilmesi, hareketli ve statik kontaktların etkili temasını sağlar, bu da temas direncini azaltır, kontaktların kapandığında üretilen ısıyı azaltır ve kontaktler açıldığında kaynaklanan yüzey hasarını etkili bir şekilde azaltır.

İkinci olarak, vakum kesicinin dış kabuğu açısından, aşağıdaki konulara dikkat edilmelidir:

• Kayma mesafesini artırın. Özellikle ürün küçültülmesi durumunda, dış kabuğun dalgalı şekilli olarak tasarlanmasıyla bu hedef etkili bir şekilde ulaşılabilir.

• Dış kabuğun temizliğini koruyun ve kullanım ortamına dikkat edin. Özellikle kirletilmiş ve nemli dış ortamlarda kullanılan dış mekan vakum anahtarları için, dış kabuğun temizliğini koruma önlemleri alınmalıdır.

• Yüksek gerilimli ve büyük kapasiteli vakum kesiciler için, vakum kesicinin dış yüzeyi ile yalıtım seramik tüp arasında silikon yağ yalıtımı eklenerek, vakum kesicinin dış yüzeyinin yalıtım dayanımı etkili bir şekilde artırılabilir. Ayrıca, AC vakum kontaktörünün dış kabuğunun gerilim dayanımını artırmak için yüksek yalıtım dayanımı olan malzemeler seçilmelidir.

3. Sonuç

Vakum kesicinin iç yalıtımını iyileştirmek, vakum kesicinin dış kabuğunun yüzey iletkenliğini azaltmak ve AC vakum kontaktörünün dış kabuğunun gerilim dayanımını artırmak, AC vakum kontaktörünün gerilim dayanımını büyük ölçüde artırabilir ve ürün kalitesini geliştirebilir.