Principio de la solución para el interrumpidor de vacío de alta tensión
Mejorar la Resistencia Dieléctrica en Espacios de Vacío para el Aislamiento a Alta Tensión
Existen principalmente dos métodos para aumentar la resistencia dieléctrica de un espacio de vacío y cumplir con los requisitos de aislamiento a alta tensión (AT):
Aumentar la Distancia de Contacto en una Configuración de Dos Contactos: En un vacío, el fallo es predominantemente un efecto superficial, fuertemente influenciado por la condición de las superficies de contacto. A diferencia del gas SF6, donde el fallo es principalmente un efecto de volumen que se escala linealmente con la longitud del espacio, el fallo en el vacío depende más de la calidad y la condición de las superficies de contacto. La resistencia dieléctrica en un vacío presenta un excelente rendimiento incluso con espacios pequeños (2-4 mm), pero se satura gradualmente a medida que la longitud del espacio supera este rango. Por lo tanto, aumentar la distancia de contacto puede mejorar la resistencia dieléctrica, pero solo hasta cierto punto, después del cual los incrementos adicionales en la longitud del espacio producen beneficios decrecientes.
Colocar Dos o Más Espacios en Serie (Interruptores de Circuito de Múltiples Interrupciones): Los interruptores de circuito de múltiples interrupciones están diseñados para distribuir la tensión uniformemente a lo largo de varios espacios, asegurando un rendimiento consistente durante la operación normal y los eventos de conmutación. Al colocar dos o más espacios en serie, se puede lograr el nivel de tensión soportable necesario con una distancia total de contacto menor que la requerida con un solo espacio. Este enfoque aprovecha el principio de la distribución ideal de la tensión entre los espacios, donde cada espacio comparte una porción igual de la tensión total. Se utilizan a menudo capacitores de gradiente para garantizar una distribución uniforme de la tensión a lo largo de todas las interrupciones, mejorando aún más la confiabilidad y el rendimiento del sistema.
Ventajas de la Configuración de Múltiples Interrupciones:
Longitud Total de Espacio Menor: Logra la resistencia dieléctrica necesaria con una distancia de contacto total más corta en comparación con una configuración de un solo espacio.
Distribución Mejorada de la Tensión: Asegura que cada espacio soporte una parte igual de la tensión, reduciendo el estrés en los contactos individuales y mejorando la estabilidad general del sistema.
Confiabilidad Mejorada: Reduce la probabilidad de fallo al distribuir la tensión a lo largo de múltiples puntos, haciendo que el sistema sea más robusto frente a sobretensiones transitorias.
En resumen, aunque aumentar la distancia de contacto en una configuración de dos contactos puede mejorar la resistencia dieléctrica en un vacío, está limitado por el efecto de saturación para espacios más largos. Por otro lado, colocar múltiples espacios en serie, especialmente con el uso de capacitores de gradiente, ofrece una forma más eficiente y confiable de lograr la resistencia dieléctrica necesaria para aplicaciones a alta tensión. Este método permite una mejor distribución de la tensión y puede reducir significativamente la distancia total de contacto necesaria, convirtiéndolo en una opción preferida para el aislamiento a alta tensión en interruptores de circuito de múltiples interrupciones.
