Принцип работы решения для высоковольтного вакуумного выключателя

Повышение диэлектрической прочности в вакуумных промежутках для высоковольтной изоляции
Существует два основных метода повышения диэлектрической прочности вакуумного промежутка для удовлетворения требований к изоляции при высоком напряжении (ВН):

Увеличение расстояния между контактами в двухконтактной конфигурации: В вакууме пробой в основном является поверхностным эффектом, который сильно зависит от состояния контактных поверхностей. В отличие от SF6-газа, где пробой в основном является объемным эффектом, линейно зависящим от длины промежутка, пробой в вакууме больше зависит от качества и состояния контактных поверхностей. Диэлектрическая прочность в вакууме демонстрирует отличные показатели даже при малых промежутках (2–4 мм), но постепенно насыщается при увеличении длины промежутка за пределы этого диапазона. Поэтому увеличение расстояния между контактами может повысить диэлектрическую прочность, но только до определенного предела, после которого дальнейшее увеличение длины промежутка дает убывающую отдачу.

Расположение двух или более промежутков последовательно (многоинтервальные выключатели): Многоинтервальные выключатели разработаны для равномерного распределения напряжения по нескольким промежуткам, обеспечивая стабильную работу как в нормальном режиме, так и при переключении. Размещая два или более промежутка последовательно, можно достичь необходимого уровня выдерживаемого напряжения с общей длиной контакта, меньшей, чем это было бы необходимо с одним промежутком. Этот подход использует принцип идеального распределения напряжения между промежутками, при котором каждый промежуток принимает равную долю общего напряжения. Для обеспечения равномерного распределения напряжения по всем прерываниям часто используются градуировочные конденсаторы, что еще больше повышает надежность и производительность системы.

Преимущества многоинтервальной конфигурации:
Меньшая общая длина промежутка: Достигается необходимая диэлектрическая прочность с меньшей общей длиной контакта по сравнению с однопромежуточной конфигурацией.
Улучшенное распределение напряжения: Обеспечивает, что каждый промежуток принимает равную долю напряжения, снижая нагрузку на отдельные контакты и улучшая общую стабильность системы.
Повышенная надежность: Снижает вероятность пробоя, распределяя напряжение по нескольким точкам, что делает систему более устойчивой к переходным перенапряжениям.

В заключение, хотя увеличение расстояния между контактами в двухконтактной конфигурации может улучшить диэлектрическую прочность в вакууме, оно ограничено эффектом насыщения для длинных промежутков. С другой стороны, размещение нескольких промежутков последовательно, особенно с использованием градуировочных конденсаторов, предлагает более эффективный и надежный способ достижения необходимой диэлектрической прочности для высоковольтных применений. Этот метод позволяет лучше распределять напряжение и значительно снизить общую длину контакта, что делает его предпочтительным выбором для высоковольтной изоляции в многоинтервальных выключателях.