المشاكل التقنية ونقاط التصميم الرئيسية لقواطع الدائرة الفراغية عالية الجهد

تتمثل أكبر صعوبة في تقنية قواطع الدائرة المثبتة على أقطاب الجهد المنخفض في تصميم المجال الكهروستاتيكي والجهد العالي لقاطع الدائرة الفراغية. نظرًا لنقص الجسيمات الموصلة، يتغير جهد انهيار الفراغ خطيًا مع الفجوة. عندما تكون فجوة القطب كبيرة، يتغير جهد انهيار الفراغ بشكل غير خطي مع الفجوة. الفجوة التي تؤدي إلى جهد انهيار أعلى تكون أكبر من المخطط. تشمل الفجوة فجوة التلامس والفجوة الحلقية لغطاء الحماية. عندما تكبر الفجوة، تصبح نسبة حجم إطفاء قوس الفراغ غير مناسبة. لذلك، لضمان جهد مُصنّف عالي، استُخدمت قواطع الدائرة الفراغية في التوصيلات التسلسلية في المرحلة المبكرة. لكي يكون حجم قاطع الدائرة الفراغية ضمن نطاق معقول، يجب تقليل عوامل تعزيز المجال المجهري والعياني. باستخدام طرق حماية متعددة، يمكن تقليل عامل زيادة المجال الهندسي. يستخدم قاطع الدائرة الفراغية غطاء حماية مركزيًا لمنع الترسب الناتج عن القوس. يُسمى غطاء الحماية الإضافي أيضًا غطاء حماية إضافي. باستخدام غطاء حماية إضافي، يتم تقليل عامل زيادة المجال الهندسي. يمكن أن يؤدي استخدام غطاء حماية مركب بهيكل خاص إلى تقليل الفجوة الحلقية بين غطاء الحماية ونقطة التلامس بشكل فعال، وبالتالي تقليل الحجم الكلي لقاطع الدائرة الفراغية. في الوقت الحالي، يمكن تحقيق تقليل الإجهاد باستخدام برامج مساعدة حديثة لتحليل المجال الكهروستاتيكي. ستؤدي الجسيمات الدقيقة والخشونة على سطح نقطة التلامس والدرع إلى زيادة المجال المجهري. لتحقيق عامل زيادة المجال المجهري وتقليل الإجهاد، يجب حرق الجسيمات الدقيقة أثناء عملية الصهر. بعد تغير المجال المغناطيسي، يتغير قوس الفراغ وفقًا لذلك. يتم ترتيب المجال المغناطيسي المحوري للحفاظ على حالة انتشار القوس، ويظهر AMF من خلال نظام التلامس. في مركز الفجوة، تكون قوة المجال المغناطيسي مهمة للغاية. مع زيادة المسافة، تنخفض قوة المجال المغناطيسي، وبالتالي تنخفض قوة AMF في مركز الفجوة. يتطلب قاطع الدائرة الفراغية ذو جهد التحمل فجوة اتصال أكبر. على سبيل المثال، لضبط أداء تيار القطع، يلزم تكوين فجوة تلامس صغيرة. يمكن حل هذه المشكلة من خلال تصميم المجال الكهروستاتيكي والمجال الكهرومغناطيسي الهندسي. عندما ينخفض تيار AMF ويتجاوز فجوة 12 مم، يجب أن يتحرك التلامس المتحرك بسرعة حتى يتجاوز 12 مم، ثم تنخفض السرعة. هذا يضمن عدم ضعف المجال المغناطيسي. قد يواجه الفنيون بعض المشاكل عند استخدام قواطع الدائرة التفريغية عالية الجهد. يجب على الفنيين مواجهة هذه المشاكل بعقلانية والتعامل معها بوسائل معقولة، وعدم تجاهلها، وإلا فقد يتضرر أداء قاطع الدائرة التفريغية عالية الجهد. قبل تشغيل الجهاز، يجب على الفنيين فحص قاطع الدائرة التفريغية عالية الجهد جيدًا لمنع حدوث المشاكل قبل حدوثها. يُعد فتح وإغلاق المفاعل إحدى الصعوبات التقنية لقواطع الدائرة التفريغية عالية الجهد. في بيئة الجهد العالي، تكون معاوقة المفاعل أكبر، مما يؤدي إلى زيادة الجهد الزائد أثناء تشغيل الجهاز. في الوقت الحاضر، لا تزال تقنية المراقبة المباشرة لغرفة إطفاء القوس في قاطع الدائرة الفراغية عالي الجهد غير متطورة، ولا يزال العديد من الباحثين في مرحلة البحث والتطوير لهذه التقنية. في الاستخدام الفعلي، يُصبح جهد تحمل تردد الطاقة المنتظم لكسر غرفة إطفاء القوس شرطًا لتقييم قوة الوسط العازل بين فواصل قاطع الدائرة الفراغية. لضمان التشغيل الطبيعي لقاطع الدائرة الفراغية عالي الجهد، يجب على الفنيين التركيز على فحص وصلة جهد تحمل تردد الطاقة لغرفة إطفاء القوس في قاطع الدائرة الفراغية عالي الجهد أثناء عملية صيانته. يُعدّ تيار الفتح والإغلاق السعوي من الصعوبات التقنية في قواطع الدائرة الفراغية عالية الجهد، والحل هو استخدام تقنية الفتح والإغلاق المُتحكّم بها. يُؤدي الشوط الصغير إلى تشتت ميكانيكي منخفض، مما يُسهّل استخدام VCB في وصلة الفتح والإغلاق المُتحكّم بها. لتحسين أداء قواطع الدائرة الفراغية عالية الجهد، طُوّرت مواد تلامس في مجال الجهد المتوسط. في عملية اعتراض التيار وقطعه، يحتاج الباحثون إلى تطوير مادة تلامس جديدة لتحسين جودة التلامس. ولأن قواطع الدائرة عالية الجهد تتميز بفترة أطول، يحتاج الباحثون إلى تصميم منفاخ. بالإضافة إلى ذلك، يتأثر عمر المنفاخ بفترة أطول. يمكن أن يستهلك التوصيل الكهربائي حرارة قاطع الدائرة الفراغية، ويمكن أن يؤدي تطوير تيار مُصنّف أعلى إلى تحسين جودة قاطع الدائرة الفراغية.