مبدأ الحل لمفصل الفصل الفراغي عالي الجهد

تعزيز قوة العزل في الفجوات الفراغية للعزل عالي الجهد
هناك أساساً طريقتان لزيادة قوة العزل في الفجوة الفراغية لتلبية متطلبات العزل عند الجهد العالي (HV):

زيادة مسافة الاتصال في التكوين ذو الاتصالين: في الفراغ، يكون الانهيار الكهربائي بشكل أساسي تأثير سطحي، يتأثر بشدة بحالة أسطح الاتصال. على عكس غاز SF6، حيث يكون الانهيار الكهربائي بشكل أساسي تأثير حجمي يتناسب طردياً مع طول الفجوة، فإن الانهيار في الفراغ يعتمد بشكل أكبر على جودة وحالة أسطح الاتصال. تظهر قوة العزل في الفراغ أداءً ممتازاً حتى مع فجوات صغيرة (2-4 مم)، ولكنها تتدرج في التشبع مع زيادة طول الفجوة عن هذا النطاق. لذلك، يمكن أن تزيد زيادة مسافة الاتصال من قوة العزل، ولكن فقط حتى نقطة معينة، بعد ذلك تكون العوائد المتزايدة لأطوال الفجوة الأكبر أقل أهمية.

وضع فجوتين أو أكثر بالتسلسل (قواطع الدائرة ذات الفواصل المتعددة): صُممت قواطع الدائرة ذات الفواصل المتعددة لتوزيع الجهد بالتساوي عبر الفجوات المتعددة، مما يضمن أداءً ثابتًا أثناء التشغيل الطبيعي والأحداث التبديلية. من خلال وضع فجوتين أو أكثر بالتسلسل، يمكن تحقيق مستوى الجهد المقاوم اللازم بمجموع مسافات اتصال أصغر مما هو مطلوب بفجوة واحدة. يستفيد هذا النهج من مبدأ مشاركة الجهد المثالية بين الفجوات، حيث يشارك كل فجوة جزءًا متساوياً من الجهد الكلي. غالبًا ما يتم استخدام مكثفات التدرج لضمان توزيع الجهد بالتساوي عبر جميع الفواصل، مما يعزز موثوقية وأداء النظام بشكل أكبر.

مزايا التكوين ذي الفواصل المتعددة:
طول إجمالي أقصر للفجوة: يحقق القوة العازلة المطلوبة بمجموع مسافات اتصال أقصر مقارنة بتكوين الفجوة الواحدة.
تحسين توزيع الجهد: يضمن أن تحمل كل فجوة نصيبًا متساويًا من الجهد، مما يقلل الضغط على نقاط الاتصال الفردية ويحسن الاستقرار العام للنظام.
تعزيز الموثوقية: يقلل من احتمالية الانهيار بتوزيع الجهد عبر نقاط متعددة، مما يجعل النظام أكثر قوة ضد الجهد الزائد المؤقت.

باختصار، بينما يمكن لزيادة مسافة الاتصال في التكوين ذو الاتصالين أن تحسن من قوة العزل في الفراغ، إلا أنها محدودة بتأثير التشبع للفجوات الأطول. من ناحية أخرى، وضع فجوات متعددة بالتسلسل، خاصة باستخدام مكثفات التدرج، يقدم طريقة أكثر كفاءة وموثوقية لتحقيق القوة العازلة اللازمة للتطبيقات عالية الجهد. يسمح هذا النهج بتوزيع الجهد بشكل أفضل ويمكن أن يقلل بشكل كبير من مجموع مسافات الاتصال المطلوبة، مما يجعله الخيار المفضل للعزل عالي الجهد في قواطع الدائرة ذات الفواصل المتعددة.