تُستخدم قواطع الدائرة الفراغية على نطاق واسع في معدات التبديل عالية الجهد، حيث تستخدم الفراغ كوسيلة لإطفاء القوس الكهربائي وعزله داخل حاوية مفرغة محكمة الغلق. منذ طرحها في أوائل ستينيات القرن الماضي، ساهم التطور في العمليات الرئيسية، وتطوير غرف قوس كهربائية جديدة، وتحسين آليات التشغيل، في تحسين معاييرها التقنية بشكل كبير. وقد ازداد استخدام هذه القواطع، المعروفة بأدائها وموثوقيتها الممتازين، في تطبيقات معدات التبديل عالية الجهد.

فيما يلي لمحة عامة عن مزايا وعيوب قواطع الدائرة الفراغية:

المزايا:

غرفة القوس الكهربائي المغلقة:
ينطفئ القوس الكهربائي داخل حاوية مغلقة، مما يمنع تعرضه للقوس الكهربائي أو الغازات الساخنة. صُممت غرفة القوس الكهربائي كمكون مستقل، مما يُسهّل التركيب والصيانة.

فجوة تلامس صغيرة:
فجوة التلامس صغيرة (حوالي 10 مم)، مما يتطلب قوة إغلاق أقل، مما يُبسّط الآلية، ويطيل عمر الخدمة.

إطفاء فعال للقوس الكهربائي:
بفضل وقت إطفاء القوس الكهربائي القصير، وجهد القوس الكهربائي المنخفض، وفقدان الطاقة المنخفض، وانخفاض تآكل التلامس، تدعم قواطع الدائرة الفراغية عمليات تحويل متعددة.

قصور ذاتي منخفض:
يسمح قضيب التوجيه المتحرك خفيف الوزن بالاستخدام المتكرر.

تصميم مدمج وخفيف الوزن:
آلية التشغيل بسيطة، مما ينتج عنه جهاز أصغر حجمًا وأخف وزنًا.

استهلاك طاقة منخفض وضوضاء منخفضة:
يتطلب تشغيل المفتاح طاقة تحكم منخفضة، ويُصدر ضوضاء منخفضة أثناء التشغيل.

السلامة:
هذه القواطع خالية من الزيت، مما يُقلل من خطر الانفجار أو الحريق، ويضمن التشغيل الآمن.

المتانة والثبات:
يمنع الهيكل المُحكم الغلق تدهور الأداء الناتج عن الرطوبة أو الغبار أو الغازات الضارة، مما يضمن تشغيلًا موثوقًا ومستمرًا.

استعادة سريعة:
بعد انطفاء القوس الكهربائي، يستعيد الوسط العازل بين نقاط التلامس حالته الأصلية بسرعة دون الحاجة إلى استبدال.

متطلبات صيانة منخفضة:
المكونات، بما في ذلك حلقة التلامس، لا تتدهور ولا تتطلب استبدالًا. يمكن أن تمتد فترات الصيانة إلى 20 عامًا، وتكاليف الصيانة تُمثل حوالي 1/20 من تكاليف قواطع الدائرة الكهربائية غير الزيتية.

إمكانية إعادة الإغلاق:
تستطيع قواطع الدائرة الكهربائية المفرغة التعامل مع عمليات إعادة إغلاق متعددة، مما يجعلها مثالية لتطبيقات شبكات التوزيع.

العيوب:

خطر الجهد الزائد:

قد يؤدي تبديل الأحمال الحثية أو السعوية إلى ارتفاع الجهد نتيجةً لظواهر مثل انقطاع التيار أو إعادة الاشتعال. لذا، تُعد الحماية الكافية من الجهد الزائد ضرورية.

تكلفة أولية مرتفعة:

يؤدي الإنتاج المتخصص لمقاطعات التفريغ وموثوقية الآلية إلى ارتفاع التكلفة الأولية. ومع ذلك، وبالنظر إلى وفورات التشغيل والصيانة على المدى الطويل، فإن فعالية التكلفة الإجمالية جيدة.

مشاكل ارتداد نقاط التلامس:

قد يؤدي هيكل نقاط التلامس من نوع الإرساء وآلية التشغيل الزنبركية إلى:

ارتداد الإغلاق: يُسبب ارتفاعًا في الجهد الزائد، مما قد يؤدي إلى احتراق أو لحام نقاط التلامس، خاصةً أثناء إغلاق تيار الاندفاع أو قصر الدائرة.

ارتداد الفتح: يُقلل من فجوة التلامس بعد القوس، مما يُخاطر بتكرار الأعطال وعواقب وخيمة.

التطبيقات:

تُستخدم قواطع الدائرة الفراغية بشكل رئيسي في معدات التوزيع الكهربائية عالية الجهد الداخلية، مثل معدات التوزيع VS1 المُثبّتة في المنتصف بجهد 12 كيلوفولت، و24 كيلوفولت، و36 كيلوفولت. وهي عنصر أساسي في ضمان التشغيل الموثوق والآمن والفعال لأنظمة توزيع الطاقة.