Vacuum chamber design for HV circuit breakers

W artykule przedstawiono opis modelu komory próżniowej przeznaczonej do wyłącznika wysokiego napięcia. Model został przeanalizowany i częściowo zbadany w celu zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości elektrycznej i mechanicznej. Wstępnie rozważono: wytrzymałość termiczną w warunkach obciążeniowych i zwarciowych, wytrzymałość na narażenia elektryczne, przeanalizowano rozkład pola magnetycznego na powierzchni styków jak i w przestrzeni pomiędzy stykami, wyznaczono rozkład pola elektrycznego wewnątrz komory próżniowej. Styki bipolarne zbadano w rozbieralnej komorze próżniowej. Celem tych obliczeń i badań było opracowanie odpowiedniej geometrii i rozważenie możliwości techno-logicznych wykonania modelu komory do wyłącznika wysokiego napięcia.

The paper presents a vacuum chamber model for a HV circuit breaker. Manufacturers of vacuum circuit breakers apply the axial magnetic field (AMF) to stabilise the electric arc diffusion during current breaking process. The model was analyzed and partly tested to assure its mechanical and electrical withstand. The results of the preliminary calculations of thermal behavior of the vacuum chamber in short-circuit conditions, the magnetic field distribution between contact plates as well as in the contact gap and the dielectric stress inside of the vacuum chamber are shown. The bipolar contacts were tested in a dismountable vacuum chamber. The aim was to determine geometry and to recognize technology and manufacturing facilities required.