Princip rješenja za visokonaponski vakuumski prekidnač

Povećanje dielektrične čvrstoće u vakuumskim rastojanjima za visokonaponsku izolaciju
Postoje uglavnom dva načina da se poveća dielektrična čvrstoća vakuumskog rastojanja kako bi se ispunili zahtevi za izolaciju pri visokom naponu (HV):

Povećanje rastojanja kontakata u konfiguraciji sa dva kontakta: U vakumu, propadanje je uglavnom površinski efekat, snažno utičan od stanja površina kontakata. Za razliku od SF6 gasa, gde je propadanje uglavnom volumenski efekat koji linearno raste sa dužinom rastojanja, vakuumsko propadanje značajno zavisi od kvaliteta i stanja površina kontakata. Dielektrična čvrstoća u vakumu pokazuje odličnu performansu čak i sa malim rastojanjima (2-4 mm), ali postepeno saturira kada se dužina rastojanja poveća iznad ovog opsega. Stoga, povećanjem rastojanja kontakata može se povećati dielektrična čvrstoća, ali samo do određene tačke, posle koje dalji porast dužine rastojanja prinosi sve manje koristi.

Postavljanje dva ili više rastojanja u seriju (više prekidničkih prekidači): Više prekidnički prekidači su dizajnirani da uniformno raspodele napon po više rastojanja, obezbeđujući konzistentnu performansu tokom normalne operacije i događaja prekidanja. Postavljanjem dva ili više rastojanja u seriju, potrebni nivo otpornosti na napon može se dostići sa ukupnim rastojanjem kontakata koje je manje od onog što bi bilo potrebno sa jednim rastojanjem. Ovaj pristup iskoristi princip idealne distribucije napona između rastojanja, gde svako rastojanje nose jednak deo ukupnog napona. Kondenzatori za klasičenje često se koriste kako bi se osigurala uniformna distribucija napona po svim prekidima, dodatno poboljšavajući pouzdanost i performanse sistema.

Prednosti konfiguracije sa više prekidnika:
Manja ukupna dužina rastojanja: Dostizanje potrebne dielektrične čvrstoće sa kraćim ukupnim rastojanjem kontakata u poređenju sa konfiguracijom sa jednim rastojanjem.
Poboljšana distribucija napona: Osigurava da svako rastojanje nosi jednak deo napona, smanjujući stres na pojedinačne kontakte i poboljšavajući celokupnu stabilnost sistema.
Poboljšana pouzdanost: Smanjuje verovatnoću propadanja distribucijom napona na više tačaka, čime se sistem čini robustnijim u odnosu na privremene prekomjerne napone.

Zaključno, iako povećanjem rastojanja kontakata u konfiguraciji sa dva kontakta može se poboljšati dielektrična čvrstoća u vakumu, to je ograničeno efektom saturacije za duža rastojanja. Sa druge strane, postavljanje više rastojanja u seriju, posebno uz korišćenje kondenzatora za klasičenje, nudi efikasniji i pouzdaniji način da se dostigne potrebna dielektrična čvrstoća za visokonaponske primene. Ovaj metod omogućava bolju distribuciju napona i značajno može smanjiti ukupno rastojanje kontakata koje je potrebno, čime postaje preferentan izbor za visokonaponsku izolaciju u više prekidničkim prekidačima.