Výzvy vysokopěťových stykačů přímého proudu v prostředích s vysokou teplotou: rizika stárnutí izolace a zvýšená odolnost proti kontaktu

1. Vysoká teplota zrychluje stárnutí izolačních materiálů
Izolační materiály jsou důležitou součástí stykače přímého proudu s vysokým napětím . Jejich funkcí je izolovat různé potenciální body, zabránit úniku proudu a zajistit bezpečný provoz zařízení. Za kontinuálních podmínek s vysokou teplotou však izolační materiál podstoupí tepelnou degradaci a zlomení molekulárního řetězce, což povede ke snížení výkonu materiálu, jako je snížená dielektrická pevnost a oslabená mechanická pevnost. Tento proces stárnutí nejen zkracuje životnost izolačního materiálu, ale také zvyšuje riziko elektrického rozpadu a položí skrytá nebezpečí pro elektrické selhání.

2. Změny na povrchu kontaktního terminálu: Oxidový film a svařování horké taveniny
Prostředí vysokých teplot má také nepříznivý dopad na kontaktní terminály vysokopěťového DC stykače. Povrch kovového terminálu se snadno reaguje s kyslíkem ve vzduchu při vysoké teplotě a vytvoří hustý oxidový film. Ačkoli tento oxidový film chrání vnitřní kov před další oxidací do určité míry, zvyšuje také kontaktní odpor a ovlivňuje hladký průchod proudu. Váž je vážnější, že když proud prochází kontaktním bodem, vzhledem k teplu generovanému účinkem Joule, může dojít k horkému svařování mezi kontaktními terminály, tj. Kontaktní plocha je částečně roztavena a spojena dohromady, což nejen zhoršuje kontaktní stav, ale také způsobí, že se stykač tváří ve větší mechanické napětí při odpojení.

3. dopad zvýšené odolnosti proti kontaktu
Zvýšení kontaktní rezistence je přímým důsledkem výše uvedeného jevu, který má hluboký dopad na pracovní stav vysokopěťového stykače DC. Nejprve v okamžiku spojení a odpojení způsobí větší odpor kontaktu generování oblouků. Vysoká teplota oblouku nejen dále urychluje opotřebení a oxidace kontaktních svorek, ale také může odstranit kontaktní povrch, vytvářet jámy a dále zhoršovat kontaktní podmínky. Za druhé, silný topné účinek doprovázený výbojem oblouku zvyšuje vnitřní teplotu stykače, urychluje proces stárnutí izolačního materiálu a tvoří začarovaný kruh. Kromě toho zvýšení kontaktní odolnosti povede také ke zvýšené spotřebě energie a ke snížení účinnosti, což je nepochybně nepřijatelné pro moderní energetické systémy, které sledují vysokou účinnost a úsporu energie.

4. Bezpečnostní rizika a protiopatření
Elektrické selhání způsobené zvýšenou odolností proti kontaktu, včetně, ale bez omezení na selhání stykače, zkratu obvodu a dokonce i elektrického požáru, představují obrovskou hrozbu pro personální bezpečnost, ochranu zařízení a stabilní provoz systému. Proto je zásadní přijmout účinná opatření k řešení těchto výzev v prostředích s vysokou teplotou. Na jedné straně je základem výběr izolačních materiálů a kontaktních terminálových materiálů s vynikající odolností s vysokou teplotou a proti stárnutí; Na druhé straně je také optimalizace konstrukce kontaktu, jako je použití technologie oxidace povrchu stříbra nebo zlatého pokovování a navrhování přiměřené struktury rozptylu tepla ke zlepšení kapacity disipace tepla ve stykač. Kromě toho je pravidelná inspekce a údržba, včasná detekce a řešení potenciálních problémů také nezbytnou součástí zajištění dlouhodobého stabilního provozu stykačů přímého proudu s vysokým napětím.