Принцип на решение за вакумен прекъсвач при високо напрежение

Подобряване на диелектричната устойчивост в вакуумни разстояния за изолация при високо напрежение
Има основно две метода за увеличаване на диелектричната устойчивост на вакуумно разстояние, за да отговаря на изискванията за изолация при високо напрежение (HV):

Увеличаване на контактното разстояние в конфигурация с два контакта: Във вакуума пробивът е предимно повърхностен ефект, силно влияет от състоянието на контактните повърхности. В противовес на SF6 газ, където пробивът е предимно обемен ефект, който се скали линейно с дължината на разстоянието, пробивът във вакуум зависи по-много от качеството и състоянието на контактните повърхности. Диелектричната устойчивост във вакуум показва отлична производителност дори при малки разстояния (2–4 мм), но бавно нараства, когато дължината на разстоянието надхвърли този диапазон. Следователно, увеличаването на контактното разстояние може да подобри диелектричната устойчивост, но само до определена степен, след което допълнителното увеличаване на дължината на разстоянието дава все по-малко резултат.

Поставяне на две или повече разстояния в поредица (Много-прекъсвателни прекъсвители): Много-прекъсвателните прекъсвители са проектирани да разпределят напрежението равномерно между много разстояния, осигурявайки последователна производителност както при нормална работа, така и при комутиращи събития. Поставяйки две или повече разстояния в поредица, необходимото ниво на устойчивост към напрежението може да бъде постигнато с общо контактно разстояние, което е по-малко от това, което би било необходимо с едно-разстояние конфигурация. Този подход използва принципа на идеално разпределение на напрежението между разстоянията, където всяко разстояние споделя равен дял от общото напрежение. Често се използват кондензатори за градиент, за да се осигури равномерно разпределение на напрежението между всички прекъсвания, допълнително подобрявайки надеждността и производителността на системата.

Преимущества на конфигурацията с много прекъсвания:
По-малка общо разстояние: Достижение на необходимата диелектрична устойчивост с по-кратко общо контактно разстояние в сравнение с конфигурацията с едно разстояние.
Подобреното разпределение на напрежението: Осигурява, че всяко разстояние носи равен дял от напрежението, намалявайки стреса върху отделните контакти и подобрявайки общата стабилност на системата.
Подобрена надеждност: Намалява вероятността за пробив, като разпределя напрежението между много точки, правейки системата по-устойчива срещу преходни прехвърления на напрежението.

В заключение, макар увеличаването на контактното разстояние в конфигурация с два контакта да може да подобри диелектричната устойчивост във вакуум, то е ограничено от ефекта на наситяване за по-дълги разстояния. От друга страна, поставянето на множество разстояния в поредица, особено с използването на кондензатори за градиент, предлага по-ефективен и надежден начин за постигане на необходимата диелектрична устойчивост за приложения с високо напрежение. Този метод позволява по-добро разпределение на напрежението и значително намалява общото контактно разстояние, което го прави предпочитан избор за изолация при високо напрежение в много-прекъсвателни прекъсвители.