Khả năng Chịu Đựng Điện Của Contactor Chân Không AC và Biện Pháp Đối Phó

Trong quá trình hoạt động, các tiếp điểm chân không AC thường phải chịu nhiều loại điện áp quá mức như điện áp sét và điện áp chuyển mạch. Do đó, các tiếp điểm chân không AC phải có một khả năng chịu điện áp nhất định.

Một tiếp điểm chân không AC bao gồm một bộ ngắt chân không (cấu trúc được thể hiện trong Hình 1), vỏ bọc, hệ thống điện từ, mạch thứ cấp và các thành phần khác. Trong số này, bộ ngắt chân không là "trái tim" của tiếp điểm chân không AC, và hiệu suất của nó直接影响了交流真空接触器的耐压能力。

1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng và Nguy Cơ

Sau khi thiết kế và chế tạo bộ ngắt chân không hoàn tất, khoảng cách d giữa các tiếp điểm di chuyển và tĩnh vẫn không thay đổi. Do đó, độ lớn của điện áp phá vỡ khoảng cách chủ yếu phụ thuộc vào áp suất p, tức là độ chân không của bộ ngắt chân không. Khi độ chân không cao, mật độ tương đối của electron rất thấp, và đương nhiên, số lượng hạt mang điện cũng ít. Khả năng phóng điện của khí rất yếu, do đó điện áp phá vỡ lớn, và khả năng chịu điện áp của bộ ngắt chân không mạnh. Do đó, về lý thuyết, độ chân không càng cao, áp suất càng thấp, cường độ điện môi của khoảng cách tiếp điểm càng cao, điện áp phá vỡ càng lớn, khả năng chịu điện áp của bộ ngắt chân không càng mạnh, và lúc này, dòng rò rỉ càng nhỏ.

Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu điện áp của bộ ngắt chân không, ngoài các hạt mang điện tồn tại trong khoảng cách tiếp điểm (độ chân không đóng vai trò chính), còn liên quan đến vỏ bên ngoài của bộ ngắt chân không. Như được thể hiện trong Hình 1, vỏ bên ngoài của bộ ngắt chân không được làm bằng gốm hoặc thủy tinh. Vì gốm và thủy tinh đều là vật liệu cách điện hút nước, chúng có khả năng hấp thụ nước mạnh, và nước hấp thụ tạp chất. Dưới tác dụng của điện áp áp dụng, những tạp chất này dễ bị ion hóa thành hạt mang điện và gây ra phóng điện bề mặt, giảm khả năng chịu điện áp của bộ ngắt chân không. Lúc này, cường độ cách điện của vỏ giảm, và dòng rò rỉ tăng.

Dưới tác dụng của điện áp áp dụng, khoảng cách tiếp điểm chính của bộ ngắt chân không và vỏ bên ngoài của bộ ngắt chân không tạo thành một mạch song song. Nếu phóng điện bề mặt của bộ ngắt chân không phát triển thành chập điện, điều đó cho thấy bộ ngắt chân không bị phá vỡ dọc theo bề mặt vỏ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính năng cách điện của bộ ngắt chân không. Ngoài ra, đối với tiếp điểm chân không AC, chất lượng của vỏ bên ngoài cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu điện áp của nó.

2. Các Biện Pháp Cải Thiện

Vì khả năng chịu điện áp của tiếp điểm chân không AC chủ yếu phụ thuộc vào bộ ngắt chân không, và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu điện áp của bộ ngắt chân không bao gồm bên trong bộ ngắt và vỏ bên ngoài, nên cần thực hiện các biện pháp cải thiện từ cả hai khía cạnh này.

Thứ nhất, từ góc độ bên trong bộ ngắt chân không, cần chú ý đến các khía cạnh sau:

Cải thiện cấu trúc vật lý của các tiếp điểm để làm cho trường điện của bộ ngắt chân không đồng đều nhất có thể. Khi khoảng cách tiếp điểm của bộ ngắt chân không đã được xác định, việc cải thiện phân bố trường điện trong bộ ngắt để làm cho nó đồng đều hơn sẽ giúp cải thiện khả năng chịu điện áp của bộ ngắt chân không và giảm dòng rò rỉ.

Trong thực tế, đầu tiên, độ dày của các tiếp điểm nên được tăng lên một cách thích hợp, và các góc nhọn và cạnh của các tiếp điểm nên được làm tròn, để phân bố trường điện ở những phần này không quá tập trung, do đó giúp cải thiện khả năng chịu điện áp của bộ ngắt chân không. Ngoài ra, đối với các bộ ngắt chân không điện áp cao và công suất lớn, cũng nên thiết kế một màn chắn cân bằng điện áp xung quanh các tiếp điểm, và thiết kế một màn chắn cân bằng điện áp phụ trợ ở cuối màn chắn cân bằng để cải thiện hiệu quả phân bố trường điện gần các tiếp điểm. Thiết kế các màn chắn cuối gần các nắp cuối của bộ ngắt chân không có thể giảm hiệu quả cường độ trường điện gần các nắp cuối của bộ ngắt chân không.

Cải thiện độ chân không. Độ chân không là một tham số quan trọng phản ánh chất lượng của bộ ngắt chân không. Độ chân không của bộ ngắt chân không đạt chuẩn nằm trong khoảng từ 10^-4~10^-2 Pa, tức là 10^-6~10^-4 mmHg. Như được thể hiện trong Hình 2, khi áp suất của bộ ngắt chân không lớn hơn 10^-2 Pa, khả năng chịu điện áp của nó giảm nhanh chóng.

Mặt tiếp xúc nên mịn và phẳng. Nếu cần thiết, các gờ trên mặt tiếp xúc nên được loại bỏ thông qua quá trình điều chỉnh.

Cải thiện độ đồng trục. Bộ dẫn hướng có thể đảm bảo hiệu quả độ đồng trục của bộ ngắt chân không, nhưng đôi khi độ đồng trục vẫn chưa ở trạng thái tốt nhất và cần được điều chỉnh cẩn thận. Việc cải thiện độ đồng trục đảm bảo tiếp xúc hiệu quả giữa các tiếp điểm di chuyển và tĩnh, giúp giảm điện trở tiếp xúc, giảm nhiệt sinh ra khi các tiếp điểm đóng, và giảm hiệu quả sự hỏng hóc bề mặt do hàn chảy khi các tiếp điểm mở.

Thứ hai, từ góc độ vỏ bên ngoài của bộ ngắt chân không, cần chú ý đến các khía cạnh sau:

• Tăng khoảng cách rò rỉ. Đặc biệt trong trường hợp sản phẩm miniaturization, mục tiêu này có thể đạt được hiệu quả bằng cách thiết kế vỏ bên ngoài thành hình sóng.

• Giữ sạch vỏ bên ngoài và chú ý đến môi trường sử dụng. Đặc biệt đối với các công tắc chân không được sử dụng ngoài trời trong môi trường ô nhiễm và ẩm ướt, cần có các biện pháp để giữ sạch vỏ bên ngoài.

• Đối với các bộ ngắt chân không điện áp cao và công suất lớn, việc thêm chất cách điện silicone giữa bề mặt bên ngoài của bộ ngắt chân không và ống sứ cách điện có thể cải thiện hiệu quả cường độ cách điện của bề mặt bên ngoài của bộ ngắt chân không. Ngoài ra, phải chọn các vật liệu có cường độ cách điện cao để cải thiện khả năng chịu điện áp của vỏ bên ngoài của tiếp điểm chân không AC.

3. Kết luận

Bằng cách cải thiện cách điện bên trong của bộ ngắt chân không và giảm tính dẫn điện bề mặt của vỏ bên ngoài của bộ ngắt chân không, và cải thiện khả năng chịu điện áp của vỏ bên ngoài của tiếp điểm chân không AC, khả năng chịu điện áp của tiếp điểm chân không AC có thể được cải thiện đáng kể, và chất lượng sản phẩm có thể được nâng cao.