Výzvy s vysokým napätím kontaktov s priamym prúdom vo vysokoteplotných prostrediach: Riziká starnutia izolácie a zvýšený kontaktný odpor

1. Vysoká teplota urýchľuje starnutie izolačných materiálov
Izolačné materiály sú dôležitou súčasťou stykače s priamym prúdom s vysokým napätím . Ich funkciou je izolovať rôzne potenciálne body, zabrániť úniku prúdu a zabezpečenie bezpečnej prevádzky zariadenia. Avšak za kontinuálnych podmienok vysokej teploty bude izolačný materiál podstúpiť tepelnú degradáciu a rozbitie molekulárneho reťazca, čo vedie k zníženiu výkonu materiálu, ako je znížená dielektrická pevnosť a oslabená mechanická pevnosť. Tento proces starnutia nielen skracuje životnosť izolačného materiálu, ale tiež zvyšuje riziko rozpadu elektrického rozpadu a kladie skryté nebezpečenstvo pre elektrické zlyhania.

2. Zmeny na povrchu kontaktného terminálu: Film oxidu a zváranie teplých taveniny
Prostredie s vysokou teplotou má tiež nepriaznivý vplyv na kontaktné terminály vysokonapäťového DC stýkača. Povrch kovového terminálu sa ľahko reaguje s kyslíkom vo vzduchu pri vysokej teplote, čím sa vytvorí hustý oxidový film. Aj keď tento oxidový film chráni vnútorný kov pred ďalšou oxidáciou do určitej miery, zvyšuje tiež odpor kontaktu a ovplyvňuje hladký priechod prúdu. Závažnejšie je to, že keď prúd prechádza kontaktným bodom, v dôsledku tepla generovaného joule efektom, môže dôjsť k horúcemu zváraniu medzi kontaktnými terminálmi, tj kontaktným povrchom je čiastočne roztavený a spojený spolu, čo nielen zhoršuje kontaktný stav, ale tiež spôsobuje, že stýkač čelí väčšiemu mechanickému napätiu, keď je odpojený, zvyšuje mieru zlyhania.

3. Vplyv zvýšeného kontaktného odporu
Zvýšenie kontaktného odporu je priamym dôsledkom vyššie uvedeného fenoménu, ktorý má hlboký vplyv na pracovný stav vysokonapäťového stykača DC. Po prvé, v okamihu spojenia a odpojenia spôsobí väčší kontaktný odpor. Vysoká teplota oblúka nielen ďalej urýchľuje opotrebenie a oxidáciu kontaktných terminálov, ale tiež môže odstrániť kontaktný povrch, tvoriť jamy a ďalej zhoršovať kontaktné podmienky. Po druhé, účinok silného zahrievania sprevádzaný výtokom oblúka zvyšuje vnútornú teplotu stýkača, urýchľuje proces starnutia izolačného materiálu a tvorí začarovaný kruh. Okrem toho zvýšenie kontaktného odporu povedie aj k zvýšenej spotrebe energie a zníženej účinnosti, čo je nepochybne neprijateľné pre moderné energetické systémy, ktoré sledujú vysokú účinnosť a úsporu energie.

4. Bezpečnostné riziká a protiopatrenia
Elektrické zlyhania spôsobené zvýšeným kontaktným odporom, vrátane, ale nielen na zlyhanie stykača, skratu obvodu a dokonca aj elektrický požiar, predstavujú obrovskú hrozbu pre bezpečnosť personálu, ochranu zariadenia a stabilnú prevádzku systému. Preto je nevyhnutné prijať účinné opatrenia na riešenie týchto výziev v prostredí s vysokou teplotou. Na jednej strane je základom výber izolačných materiálov a kontaktných terminálových materiálov s vynikajúcou vysokou teplotou a výkonom proti starnutiu; Na druhej strane optimalizácia konštrukcie kontaktu, ako je napríklad použitie technológie povrchovej úpravy na povrchovú plochu striebra alebo zlata na zníženie oxidácie a navrhovanie primeranej štruktúry rozptylu tepla na zlepšenie kapacity rozptylu tepla stýkača, je tiež kľúčom. Okrem toho sú pravidelnou inšpekciou a údržbou, včasné detekcie a zaobchádzanie s potenciálnymi problémami tiež nevyhnutnou súčasťou zabezpečenia dlhodobej stabilnej prevádzky kontaktov s priamym prúdom s vysokým napätím.