Yüksek gerilimli vakum kesici için çözüm ilkesi
Vakum Boşluklarında Yüksek Gerilim yalıtım için Dielektrik Dayanımı Artırma
Yüksek gerilim (HV) yalıtım gereksinimlerini karşılamak için vakum boşluğunun dielektrik dayanımını artırmak için temel olarak iki yöntem vardır:
İki Kontakt Yapılandırmasında Kontakt Mesafesini Artırma: Vakumda, arkaç genellikle bir yüzey etkisidir ve kontakt yüzeylerinin durumundan büyük ölçüde etkilenir. SF6 gazında olduğu gibi, arkaçın çoğunlukla boşluğun uzunluğuyla doğrusal olarak ölçeklendirildiği bir hacim etkisi olduğundan farklı olarak, vakum arkaçı kontakt yüzeylerinin kalitesi ve durumuna daha fazla bağlıdır. Vakumdaki dielektrik dayanım, küçük boşluklar (2-4 mm) ile bile mükemmel performans gösterir, ancak bu aralık ötesinde boşluk uzunluğu arttıkça yavaş yavaş doygunlaşır. Bu nedenle, kontakt mesafesini artırmak dielektrik dayanımı artırabilir, ancak belirli bir noktadan sonra, boşluk uzunluğunda daha fazla artış azalan getiri sağlar.
Seri Bağlı İki veya Daha Fazla Boşluk Koyma (Çok Kesme Devre Kesenleri): Çok kesme devre kesenleri, normal işlem sırasında ve anahtarlama olayları sırasında tutarlı performans sağlamak için birden fazla boşluk arasında gerilimin eşit dağılımını sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. İki veya daha fazla boşluğu seri bağlayarak, tek bir boşlukla gerekli olan toplam kontakt mesafesinden daha kısa bir toplam kontakt mesafesiyle gerekli dayanılabilir gerilim seviyesi elde edilebilir. Bu yaklaşım, her boşluğun toplam gerilimin eşit bir kısmını paylaştığı ideal gerilim paylaşım ilkesinden yararlanır. Gradyan kondansatörleri genellikle tüm kesimler arasında düzgün gerilim dağılımı sağlamak için kullanılır, bu da sistemin güvenilirliğini ve performansını daha da artırır.
Çok Kesme Yapılandırmasının Avantajları:
Daha Kısa Toplam Boşluk Uzunluğu: Tek boşluk yapılandırmasına kıyasla daha kısa toplam kontakt mesafesiyle gerekli dielektrik dayanımı sağlanır.
Geliştirilmiş Gerilim Dağılımı: Her boşluğun gerilimin eşit bir kısmını taşımasını sağlar, bireysel kontaktlara olan stresi azaltır ve genel sistem istikrarını artırır.
Geliştirilmiş Güvenilirlik: Gerilimi birden fazla nokta arasında dağıtarak, geçici aşırı gerilimlere karşı sistemi daha dayanıklı hale getirir.
Özetle, iki kontakt yapılandırmasında kontakt mesafesini artırmak vakumda dielektrik dayanımı iyileştirebilir, ancak daha uzun boşluklar için doygunluk etkisiyle sınırlıdır. Diğer taraftan, özellikle gradyan kondansatörlerin kullanılmasıyla birden fazla boşluğu seri bağlama, yüksek gerilim uygulamaları için gerekli dielektrik dayanımı elde etmek için daha verimli ve güvenilir bir yol sunar. Bu yöntem, daha iyi gerilim dağılımı sağlar ve toplam kontakt mesafesini önemli ölçüde azaltabilir, bu nedenle çok kesme devre kesenlerinde yüksek gerilim yalıtımı için tercih edilen bir seçenektir.
