Principe de la solution pour l'interupteur à vide haute tension

Amélioration de la résistance diélectrique dans les espaces sous vide pour l'isolation à haute tension
Il existe principalement deux méthodes pour augmenter la résistance diélectrique d'un espace sous vide afin de répondre aux exigences d'isolation en haute tension (HT) :

Augmenter la distance de contact dans une configuration à deux contacts : Dans un vide, la rupture est principalement un effet de surface, fortement influencé par l'état des surfaces de contact. Contrairement au gaz SF6, où la rupture est essentiellement un effet de volume qui évolue linéairement avec la longueur de l'espace, la rupture dans le vide dépend davantage de la qualité et de l'état des surfaces de contact. La résistance diélectrique dans le vide présente d'excellentes performances même avec de petits espaces (2-4 mm), mais elle sature progressivement lorsque la longueur de l'espace dépasse cette plage. Ainsi, augmenter la distance de contact peut améliorer la résistance diélectrique, mais seulement jusqu'à un certain point, au-delà duquel des augmentations supplémentaires de la longueur de l'espace ne produisent que des retours décroissants.

Placer deux ou plusieurs espaces en série (disjoncteurs multi-coupures) : Les disjoncteurs multi-coupures sont conçus pour répartir uniformément la tension sur plusieurs espaces, assurant des performances constantes pendant les opérations normales et lors des commutations. En plaçant deux ou plusieurs espaces en série, le niveau de tension nécessaire peut être atteint avec une distance totale de contact plus petite que ce qui serait requis avec un seul espace. Cette approche exploite le principe de partage idéal de la tension entre les espaces, chaque espace partageant une portion égale de la tension totale. Des condensateurs de gradation sont souvent utilisés pour assurer une répartition uniforme de la tension sur toutes les coupures, améliorant ainsi la fiabilité et les performances du système.

Avantages de la configuration multi-coupure :
Longueur totale de l'espace plus courte : Atteint la résistance diélectrique requise avec une distance totale de contact plus courte par rapport à une configuration à un seul espace.
Répartition de la tension améliorée : Assure que chaque espace supporte une part égale de la tension, réduisant la contrainte sur les contacts individuels et améliorant la stabilité globale du système.
Fiabilité accrue : Réduit la probabilité de rupture en répartissant la tension sur plusieurs points, rendant le système plus robuste face aux surtensions transitoires.

En résumé, bien qu'augmenter la distance de contact dans une configuration à deux contacts puisse améliorer la résistance diélectrique dans le vide, cela est limité par l'effet de saturation pour les espaces plus longs. D'autre part, placer plusieurs espaces en série, en particulier avec l'utilisation de condensateurs de gradation, offre une méthode plus efficace et fiable pour atteindre la résistance diélectrique nécessaire pour les applications à haute tension. Cette méthode permet une meilleure répartition de la tension et peut réduire considérablement la distance totale de contact requise, la rendant préférée pour l'isolation à haute tension dans les disjoncteurs multi-coupures.