مبدأ ووظيفة قاطع الدائرة الفراغية عالي الجهد

مبدأ عمل مفتاح فصل الجهد العالي يتم تطبيق وحدة قاطع الدائرة الفراغية التي يتم التحكم فيها بالضوء على قواطع الدائرة الفراغية متعددة القطع، مما يضع متطلبات أعلى على موثوقية مصدر الطاقة وانخفاض استهلاك الطاقة. لهذا السبب، تم تصميم وحدة إمداد طاقة ذاتية الاحتواء منخفضة الطاقة لوحدة قاطع الدائرة الفراغية التي يتم التحكم فيها بالضوء. يتم تحليل مبدأ عمل مصدر الطاقة الذاتي، ويتم تحسين هيكل ملف الحث الكهرومغناطيسي للطاقة (Power CT). تقلل وحدة شحن المكثف من خسائرها التشغيلية من هيكل الدائرة واختيار الجهاز وتغيير وضع العمل. يتم إنشاء نموذج خصائص شحن وتفريغ المكثف لآلية المغناطيس الدائم، ويتم تحليل استراتيجية التحكم المتقطع المثلى مع انخفاض الخسارة. يتم تنفيذ تصميم الطاقة المنخفضة لوحدة التحكم الذكية، ويتم تحقيق استراتيجية التحكم منخفضة الطاقة عبر الإنترنت ووضع العمل الخامل غير المتصل بالإنترنت. بعد ذلك، تم التحقق من خلال التجارب أن محول الطاقة المُحسّن لديه نطاق عمل يتراوح بين 200 أمبير و3000 أمبير، وهو ما يُلبي شروط عمل وحدة إمداد الطاقة المستقلة المتصلة بالإنترنت. يبلغ إجمالي فقدان الطاقة المستقل 300 مللي واط، وهو ما يُلبي انقطاع التيار الكهربائي عن شبكة الكهرباء لمدة 3 أسابيع. لا يزال نظام إمداد الطاقة المستقل قادرًا على تشغيل قاطع الدائرة الفراغية المُتحكم به ضوئيًا. يُلبي مصدر الطاقة المستقل المُصمم متطلبات النظام من حيث موثوقية وذكاء قاطع الدائرة.

تستخدم قواطع الدائرة الفراغية الفراغ كوسط لإطفاء القوس الكهربائي وعزله. تتميز بقدرة عالية على إطفاء القوس الكهربائي، وحجمها الصغير، ووزنها الخفيف، وعمرها الافتراضي الطويل، وعدم تسببها في مخاطر الحريق والانفجار، وعدم تلوثها البيئي. لذلك، تُستخدم على نطاق واسع في مجال الجهد المتوسط. ومع ذلك، نظرًا لتأثير التشبع بين جهد انهيار الفراغ وطول الفجوة، لا يُمكن استخدام مفاتيح الفراغ أحادية الفاصل لمستويات الجهد الأعلى. يمكن لمفاتيح التفريغ متعددة الفواصل تعويض هذا النقص.

دُرست خصائص العزل الديناميكية والثابتة ومشاكل موازنة الجهد الديناميكية لقواطع الدائرة الفراغية متعددة الفواصل لسنوات عديدة محليًا ودوليًا. وُضع نموذج التوزيع الإحصائي للانهيار الساكن لمفاتيح التفريغ ثنائية الفواصل ومتعددة الفواصل من خلال إدخال مفهوم "ضعف الانهيار" وطريقة إحصاءات الاحتمالات. وخلصت الدراسة إلى أن احتمالية انهيار قاطع التفريغ ثلاثي الفواصل أقل من احتمالية انهيار قاطع التفريغ أحادي الفواصل، وقد تم التحقق من ذلك بالتجارب. يحلل هذا المقال ويتحقق من تأثير موازنة الجهد الساكنة والديناميكية لمكثفات موازنة الجهد على قواطع الدائرة الفراغية متعددة الفواصل. كما يحلل آلية الفصل والعوامل الرئيسية لمفاتيح التفريغ ثنائية الفواصل.