Lösning princip för högspänningsvakuumavbrottsuttagare

Förbättring av dielektrisk styrka i vakuumgap för högspänningsisolering
Det finns huvudsakligen två metoder för att öka dielektrisk styrka i ett vakuumgap för att uppfylla isoleringskraven vid högspänning (HV):

Öka kontaktavståndet i en tvåkontaktkonfiguration: I ett vakuum är brytningen främst en ytverkan som starkt påverkas av tillståndet hos kontaktytorna. Olikt i SF6-gas, där brytningen främst är en volymverkan som skalar linjärt med gapets längd, är vakuumbrytning mer beroende av kvaliteten och tillståndet hos kontaktytorna. Dielektrisk styrka i ett vakuum visar utmärkt prestanda även med små gap (2–4 mm), men den mättar sig gradvis när gapets längd överskrider detta område. Därför kan ökningen av kontaktavståndet förbättra dielektrisk styrka, men endast upp till en viss gräns, efter vilken ytterligare ökningar av gaplängden ger minskande avkastning.

Placera två eller flera gap i serie (flerbrytarmöbler): Flerbrytarmöbler är utformade för att fördela spänningen jämnt över flera gap, vilket säkerställer konsekvent prestanda under både normal drift och vid brytning. Genom att placera två eller flera gap i serie kan det nödvändiga uthållighetsnivån uppnås med en total kontaktavstånd som är mindre än vad som skulle krävas med ett enda gap. Denna metod utnyttjar principen om idealisk spänningsfördelning mellan gapen, där varje gap deltar lika mycket av den totala spänningen. Graderingskondensatorer används ofta för att säkerställa jämn spänningsfördelning över alla brytningar, vilket ytterligare förbättrar systemets tillförlitlighet och prestanda.

Fördelar med flerbrytaruppsättning:
Mindre total gaplängd: Uppnår den nödvändiga dielektriska styrkan med en kortare sammanlagd kontaktavstånd jämfört med en enkel-gap-konfiguration.
Förbättrad spänningsfördelning: Säkerställer att varje gap bär en lika stor andel av spänningen, vilket minskar belastningen på enskilda kontakter och förbättrar det totala systemets stabilitet.
Förbättrad tillförlitlighet: Minskar risken för brytning genom att fördela spänningen över flera punkter, vilket gör systemet mer robust mot kortvariga överspänningar.

Sammanfattningsvis, även om ökningen av kontaktavståndet i en tvåkontaktkonfiguration kan förbättra dielektrisk styrka i ett vakuum, begränsas den av mättningseffekten för längre gap. Å andra sidan erbjuder placering av flera gap i serie, särskilt med användning av graderingskondensatorer, en mer effektiv och tillförlitlig metod för att uppnå den nödvändiga dielektriska styrkan för högspänningsapplikationer. Denna metod möjliggör bättre spänningsfördelning och kan betydligt minska det totala kontaktavstånd som krävs, vilket gör den till en föredragen val för högspänningsisolering i flerbrytarmöbler.