หลักการของวิธีการแก้ไขปัญหาสำหรับตัวตัดวงจรแรงดันสูงแบบสุญญากาศ
เพิ่มความแข็งแรงของตัวกลางไฟฟ้าในช่องว่างสุญญากาศสำหรับการฉนวนไฟฟ้าแรงดันสูง
มีวิธีหลักสองวิธีในการเพิ่มความแข็งแรงของตัวกลางไฟฟ้าในช่องว่างสุญญากาศเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการฉนวนไฟฟ้าแรงดันสูง (HV):
เพิ่มระยะทางระหว่างติดต่อในระบบสองติดต่อ: ในสุญญากาศ การลัดวงจรเกิดขึ้นเป็นหลักที่ผิวหน้า โดยได้รับผลกระทบอย่างมากจากสภาพของผิวหน้าติดต่อ ต่างจากในแก๊ส SF6 ที่การลัดวงจรเกิดขึ้นเป็นผลมาจากปริมาตรและมีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับความยาวช่องว่าง การลัดวงจรในสุญญากาศขึ้นอยู่กับคุณภาพและสภาพของผิวหน้าติดต่ออย่างมาก ความแข็งแรงของตัวกลางไฟฟ้าในสุญญากาศทำงานได้ดีแม้จะมีช่องว่างเล็ก (2-4 มม.) แต่จะค่อยๆ อิ่มตัวเมื่อความยาวช่องว่างเพิ่มขึ้นเกินกว่านี้ ดังนั้น การเพิ่มระยะทางระหว่างติดต่อสามารถเพิ่มความแข็งแรงของตัวกลางไฟฟ้าได้ แต่เฉพาะถึงจุดหนึ่งเท่านั้น หลังจากนั้นการเพิ่มความยาวช่องว่างจะให้ผลตอบแทนลดลง
วางช่องว่างสองช่องหรือมากกว่าแบบอนุกรม (วงจรป้องกันหลายช่อง): วงจรป้องกันหลายช่องถูกออกแบบมาเพื่อกระจายแรงดันอย่างสม่ำเสมอไปยังช่องว่างหลายช่อง ทำให้มั่นใจได้ว่าจะทำงานอย่างสม่ำเสมอทั้งในการทำงานปกติและการเปลี่ยนสถานะ ด้วยการวางช่องว่างสองช่องหรือมากกว่าแบบอนุกรม สามารถบรรลุระดับแรงดันที่ทนทานได้ด้วยระยะทางติดต่อรวมที่น้อยกว่าที่ต้องการในกรณีช่องว่างเดียว วิธีนี้ใช้หลักการแบ่งแรงดันอย่างเหมาะสมระหว่างช่องว่าง ซึ่งแต่ละช่องว่างแบ่งปันส่วนที่เท่ากันของแรงดันทั้งหมด คาปาซิเตอร์เกรดดิ้งมักใช้เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันจะกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทุกช่องว่าง ทำให้ระบบมีความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพสูงขึ้น
ข้อดีของการใช้วงจรป้องกันหลายช่อง:
ระยะทางช่องว่างรวมน้อย: บรรลุความแข็งแรงของตัวกลางไฟฟ้าที่ต้องการด้วยระยะทางติดต่อรวมที่สั้นกว่าเมื่อเทียบกับการใช้ช่องว่างเดียว
การกระจายแรงดันที่ดีขึ้น: ทำให้มั่นใจว่าแต่ละช่องว่างแบ่งปันส่วนที่เท่ากันของแรงดัน ลดความเครียดบนติดต่อแต่ละตัว และเพิ่มความเสถียรของระบบโดยรวม
ความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น: ลดโอกาสของการลัดวงจรโดยการกระจายแรงดันออกไปหลายจุด ทำให้ระบบมีความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะที่สูงขึ้น
สรุปแล้ว แม้ว่าการเพิ่มระยะทางระหว่างติดต่อในระบบสองติดต่อจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของตัวกลางไฟฟ้าในสุญญากาศได้ แต่ก็มีข้อจำกัดจากการอิ่มตัวสำหรับช่องว่างที่ยาวขึ้น อย่างไรก็ตาม การวางช่องว่างหลายช่องแบบอนุกรม โดยเฉพาะการใช้คาปาซิเตอร์เกรดดิ้ง ให้วิธีที่มีประสิทธิภาพและน่าเชื่อถือมากขึ้นในการบรรลุความแข็งแรงของตัวกลางไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการใช้งานแรงดันสูง วิธีนี้ช่วยให้มีการกระจายแรงดันที่ดีขึ้นและสามารถลดระยะทางติดต่อรวมที่ต้องการได้มาก ทำให้เป็นตัวเลือกที่นิยมสำหรับการฉนวนไฟฟ้าแรงดันสูงในวงจรป้องกันหลายช่อง
