Principio di soluzione per l'interruttore ad alta tensione a vuoto

Aumento della resistenza dielettrica negli spazi vuoti per l'isolamento ad alta tensione
Ci sono principalmente due metodi per aumentare la resistenza dielettrica di uno spazio vuoto per soddisfare i requisiti di isolamento in alta tensione (HV):

Aumentare la Distanza dei Contatti in una Configurazione a Due Contatti: Nel vuoto, il guasto è principalmente un effetto superficiale, fortemente influenzato dalle condizioni delle superfici di contatto. A differenza del gas SF6, dove il guasto è principalmente un effetto volumetrico che scala linearmente con la lunghezza dello spazio, il guasto nel vuoto dipende maggiormente dalla qualità e dalle condizioni delle superfici di contatto. La resistenza dielettrica nel vuoto presenta un'ottima performance anche con piccoli spazi (2-4 mm), ma si satura gradualmente quando la lunghezza dello spazio supera questo intervallo. Pertanto, aumentare la distanza dei contatti può migliorare la resistenza dielettrica, ma solo fino a un certo punto, dopo il quale ulteriori aumenti della lunghezza dello spazio producono ritorni decrescenti.

Posizionare Due o Più Spazi in Serie (Disgiuntori Multi-interruzione): I disgiuntori multi-interruzione sono progettati per distribuire la tensione uniformemente su più spazi, assicurando prestazioni costanti durante sia l'operazione normale che gli eventi di commutazione. Posizionando due o più spazi in serie, si può raggiungere il livello di tensione necessario con una distanza totale di contatto inferiore a quella richiesta da uno spazio singolo. Questo approccio sfrutta il principio della distribuzione ideale della tensione tra gli spazi, dove ogni spazio condivide una porzione uguale della tensione totale. Capacitanti di gradazione vengono spesso utilizzati per garantire una distribuzione uniforme della tensione su tutte le interruzioni, migliorando ulteriormente l'affidabilità e le prestazioni del sistema.

Vantaggi della Configurazione Multi-interruzione:
Lunghezza Totale dello Spazio Minore: Raggiunge la resistenza dielettrica richiesta con una distanza totale di contatto più corta rispetto alla configurazione a singolo spazio.
Migliore Distribuzione della Tensione: Assicura che ogni spazio sopporti una quota uguale di tensione, riducendo lo stress sui contatti individuali e migliorando la stabilità complessiva del sistema.
Affidabilità Migliorata: Riduce la probabilità di guasto distribuendo la tensione su più punti, rendendo il sistema più robusto contro le sovratensioni transitorie.

In sintesi, sebbene l'aumento della distanza dei contatti in una configurazione a due contatti possa migliorare la resistenza dielettrica nel vuoto, è limitato dall'effetto di saturazione per spazi più lunghi. D'altra parte, posizionare più spazi in serie, soprattutto con l'uso di capacitanti di gradazione, offre un modo più efficiente e affidabile per ottenere la resistenza dielettrica necessaria per applicazioni ad alta tensione. Questo metodo permette una migliore distribuzione della tensione e può ridurre significativamente la distanza totale di contatto richiesta, rendendolo una scelta preferita per l'isolamento ad alta tensione nei disgiuntori multi-interruzione.