نحوه عملکرد کلید خلا و کاربردهای آن ( دسته حفاظت)

خاموش سازی آرک در قطع کننده خلا، متفاوت تر از بریکرهای دیگر می باشد. جدا شدن کنتاکت ها باعث آزاد شدن بخار می شود که فضای کنتاکت را پر کرده اند و شامل یون های مثبت آزاد شده توسط مواد سازنده کنتاکت ها می باشد. میزان بخار آزاد شده به جریان آرک بستگی دارد. زمانی که جریان کاهش می یابد، میزان بخار آزاد شده کم می شود و زمانی که جریان به صفر می رسد، اگر چگالی بخار کاهش یابد، خاصیت دی الکتریک خود را دوباره باز می یابد. زمانی که جریان داخل محفظه که می خواهد قطع شود بسیار کوچک باشد، قوس الکتریکی در چند مسیر موازی قرار می گیرد. جریان کل به چندین آرک موازی تقسیم می شود که همدیگر را دفع می کنند و در سطح کنتاکت پخش می شوند. به این عمل، آرک انتشار یافته می گویند که به راحتی می تواند قطع شود.در جریان های بسیار زیاد، آرک در یک ناحیه کوچک متمرکز می شود؛ دلیل این اتفاق بخارشدن سریع سطح کنتاکت می باشد. موقعی که قوس در حالت انتشار باقی بماند، قطع قوس الکتریکی ممکن می شود. اگر این قوس الکتریکی توسط سطح کنتاکت سریعا حذف گردد، آرک دوباره فعال می شود. خاموش سازی آرک در قطع کننده خلا، شدیدا تحت تاثیر مواد سازنده و شکل کنتاکتها و تکنیک های در نظر گرفته شده برای بخار مواد می باشد. به دلیل اینکه آرک در مسیرهای متفاوتی پخش می شود بنابراین دمای کلید بالا نمی رود. بعد از خاموش سازی آخرین آرک، سریعا قدرت دی الکتریک دوباره بازمی گردد، که مختص بریکرهای خلا می باشد. این کلیدها برای کلیدزنی خازنی، که درعملکردشان دوباره آرک رخ نمی دهد، مناسب می باشند. جریان کم، قبل از صفر شده جريان الکتريکی قطع می شود، که ممکن است باعث خرد شدن شود و سطح آن بستگی به مواد سازنده کنتاکت دارد.

به عبارت دیگر، در جریان صفر قوس الکتریکی خلا خاموش می شود و رسانش الکتریکی بخار فلز در سطح کانتکت تغلیظ می شود. در این مرحله، کانتکت ها از هم جدا هستند از این رو هیچ سوالی برای تبخیر دوباره سطح کانتکت برای چرخه جریان بعدی وجود ندارد. این بدان معنی است که قوس الکتریکی را نمی توان دوباره برقرار کرد. از این رو مدارشکن خلا مانع از برقراری دوباره قوس الکتریکی با تولید قدرت دی الکتریک بالا در شکاف کانتکت بعد از جریان صفر می شود. دو نوع شکل قوس الکتریکی وجود دارد. برای قطع شدن جریان تا 10KA ، قوس الکتریکی روشن می ماند و فرم تخلیه بخار کل سطح کانتکت را پوشش می دهد. بالاتر از 10KA قوس الکتریکی روشن، به طور قابل توجهی با میدان مغناطیسی خود منقبض می شود. پدیده مافوق حرارت (over heating) در مرکز کانتکت افزایش پیدا می کند. به منظور جلوگیری از این پدیده، طراحی کانتکت باید به گونه ای باشد که قوس الکتریکی ثابت باقی نماند ولی حرکت با میدان مغناطیسی خود را ادامه دهد. به ویژه طراحی شکل کانتکت مدارشکن خلا، حرکت قوس الکتریکی در امتداد سطح کانتکت ها را ثابت نگه می دارد. در نتیجه باعث حداقل و یکسان شدن فرسایش کانتکت می شود.