رله
اساس کار رلهدیستانس
رلة دیستانس یک رلة حفاظتی است که زمان قطع آن تابع مقاومت طول سیم می‌باشد. در اغلب اوقات باید زمان قطع رله تابع محل اتصال کوتاه نسبت به رله باشد و از این جهت باید زمان قطع رله، تابع جهت یعنی از انرژی اتصال کوتاه نیز گردد. لذا هر چه محل اتصالی از رله دورتر باشد، مقاومت ظاهری قطعه سیم بین محل اتصال تا رله بزرگتر شده و در نتیجه مقاومت اهمی و غیر اهمی آن نیز بزرگتر می‌گردد.
عامل مؤثر در لة دیستانس می‌تواند یکیاز عوامل :
1. مقاومت ظاهری ( امپرانس)
2. هدایت ظاهری ( ادمیتانس)
3. مقاومت اهمی ( دزیستانس(
4. هدایت اهمی ( کندوکتانس(
5. مقاومت غیراهمی ( راکتانس(
6. امپدانس اختلاط
7. هدایت غیراهمی ( سوسپتانس ( باشد.
حال :
رله‌ای که کمیت Z را می‌سنجد رلة امپدانس است و رله‌ای که کمیت X را می‌سنجد رلة راکتانس می‌نامند.
رلة دیستانس را می‌توان جهت حفاظت هر نوع شبکه‌ای با هر فشار الکتریکی بکار برد. برای حفاظت شبکه‌های با ولتاژ بالاتر از kg60 امروز فقط از رلة دیستانس استفاده می‌شود در ضمن می‌توان به کمک رلة دیستانس ترانسفورماتورها و ژنراتورها را نیز حفاظت نمود. در شبکه‌های بزرگ اگر برای حفاظت در مقابل جریانهای زیاد خارجی از رلة جریان زیاد زمانی استفاده شود، زمان قطع رله در صورتیکه یک اتصالی حتی اورشین ، بلافاصله بعد از ژانراتور نیز اتفاق افتد، در حدود 8-7 ثانیه طول خواهد کشید و چنانچه دیده می‌شود، زمان عبور جریان اتصال کوتاه از ژنراتور بقدری طولانی می‌شود که ممکن است سبب خراب شدن ایزولاسیون سیم‌پیچی ژنراتور و ایجاد اتصال داخلی شود، لذا از اینجهت است که در شبکه‌های بزرگ برای کوتاه کردن این زمان از رلة دیستانس ، امپدانس استفاده می‌شود.
زمان قطع رلة دیستانس معمولاً در حدود 0.1 ثانیه است، استفاده از رلة امپدانس نیز این برتری را دارد که در موقع اتصالی‌اش ، رلة امپدانس بطور سریع در زمان خیلی کوتاه (0.1 ثانیه) ژنراتور را قطع می‌کند.
رلة دیستانس برای حفاظت ترانسفورماتور در موقع اتصال خارجی، بخصوص در موقع اتصال یش ، بکار برده شده و در طرفی از ترانسفورماتور که به لیش وصل است نصب می‌شود.
در صورتیکه ترانسفورماتور بین دو شبکة فرعی نصب شده باشد، (ترانسفورماتور کوپلاژ) چون اتصالی در هر یک از شبکه‌ها، سبب عبور انرژی اتصال کوتاه از ترانسفورماتور کوپلاژ می‌شود، باید در هر دو طرف ترانسفورماتور رلة دیستانس نصب گردد. برای حفاظت ترانسفورماتور می‌توان از رلة دیستانس جهت‌دار که جهت آن بطرف یشن است و یا از رلة دیستانس معمولی بدون عضو جهت‌یاب استفاده نمود.
برای حفاظت سلکیتو و تصحیح شبکه‌های خطی که از دو طرف تغذیه می‌شود و یا شبکه حلقه‌ای که از یک محل تغذیه می‌شود، علاوه بر شدت جریان و زمان از عامل دیگری مثل جهت جریان اتصال کوتاه نیز استفاده می‌شود، و حفاظت شبکه‌های تار عنکبوتی و شبکه‌هایی که از چند نقطه تغذیه می‌شوند بوسیلة رلة جریان زیاد که دارای درجه‌بندی زمانی ثابت و معینی می‌باشد ممکن نیست، بلکه بایستی از رله‌ای که زمان قطع آن متناسب با امپدانس یا فاصلة محل اتصالی از مولد باشد استفاده شود که برای این منظور از رلة دیستانس استفاده می‌شود. این رله اتصال کوتاه نزدیک به مولد را سریعتر و اتصال کوتاه در فاصلة دورتر را دیرتر قطع می‌کند ، عامل موثر مقاومت پس محل اتصالی و مولد می‌باشد.
زمان قطع در رله‌ها مدرن امروزی متناسب با فاصلة محل اتصالی از مولد، بطور یکنواخت زیاد نمی‌شود بلکه این تغییرات جهشی و پله‌ای شکل انجام می‌شود و فاصلة محل خطا توسط سنجش مقاومت سیم لین محل خطا و محل نصب رله معین می‌شود.
رلة دیستانس دارای این مزیت است که اولاً شبکه اتصال شده را در کوتاهترین مدت ممکنه بطور سلکیتو مشخص و از شبکه جدا می‌کند و ثانیاً اگر نزدیکترین را به محل اتصال عمل نکرد، رله بلافاصله بعد آن عمل می‌کند و بطور خودکار شبکه شامل یک یا چند رلة رزرو نیز می‌شود بدون اینکه حقیقتاً رلة رزروی در شبکه نصب شده باشد.
رلة دیستانس بهترین رله برای حفاظت شبکه‌های انتقال انرژی می‌باشد. زیرا فقط بوسیلة چنین دستگاهی هر نوع اتصال در هر کجای شبکه در کمترین مدت قطع می‌شود و بهمین جهت برای حفاظت شبکه‌های فشار قوی و فشار متوسط از رلة دیستانس استفاده می‌شود.
برای حفاظت سیمهای کوتاه ، مثلاً در داخل نیروگاه و یا پست ترانسفورماتورها بعلت کوچک بودن امپدانس آن نمی‌توان از رلة دیستانس استفاده کرد لذا در اینگونه مواقع بیشتر از رلة دیفرنسیال استفاده می‌شود.
رلة دیفرنسیال براساس مقایسة جریانها ( تراز جریانی) کار می‌کند و بدینوسیله جریان در ابتدا و انتهای وسیله‌ای که باید حفاظت شود سنجیده شده و با هم مقایسه می‌شود این تفاوت جریان در دو طرف محدودة حفاظت شده اغلب در اثر اتصال کوتاه یا اتصال زمین و غیره بوجود می‌آید. در صورتیکه قبل از اتصال شدن مسلماً جریانهای دو طرف با هم برابر هستند.
رلة دیفرانسیل فقط محدودة داخل خود را حفاظت می کند و از این جهت از آن بیشتر برای حفاظت ترانسفورماتورها، ژنراتورها و موتورهای فشارقوی و شین‌ها استفاده می‌شود و چون از اول واشهای محدودة حفاظت شده باید سیمهای سنجش به محل رله کشیده شود.
برای رله دیفرنسیال معمولاً از یک رله جریانی ( رله آمپریک( ساده استفاده می‌شود و جریانی که رله را بکار می‌اندازد. برابر با تفاوت جریانهای زکوندر ترانسفورماتور می‌باشد.
برای نشان دادن اتصال زمین در ژنراتور می‌توان از مدار رله دیفرنسیال استفاده کرد بطوریکه رلة اتصال زمین سین نقطة صفر رلة دیفرنسیال و نقطة اتصال ستاره ترانسفورماتور جریان بسته می شود و بدینوسیله از بکار بردن ترانسفورماتور جریان اضافی جهت رلة اتصال زمین صرفنظر می‌شود.
اگر یک اتصال بدنه در ژنراتور یا اتصال زمین در کابل رابط پس ژنراتور تا ترانسفورماتور جریان اتفاق افتد از هر سه فاز، جریان اتصال زمین عبور می‌کند که از نظر قدر مطلق و فاز با هم برابر هستند لذا این سه جریان در سیم پیچی زکوند ترانسفورماتورها القاء شده و مجموع آنها از رلة اتصال زمین می‌گذرد و با زمین مدارش بسته می‌شود. در صورتیکه اتصال زمین بعد از ترانسفورماتور جریان ( در شبکه یا در سیمهای هوائی) باشد باز هم جریان اتصال زمین از محل اتصال شده عبور می‌کند ولی نتیجة جریانها در طرف زکوندر ترانسفورماتورها جریان صفر یا نزدیک صفر خواهد بود، لذا رلة اتصال زمین بدون جریان می‌ماند.
رلة دیفرنسیال جریانهای دو طرف ترانسفورماتور را با در نظر گرفتن نسبت تبدیل و نوع اتصال می‌سنجد و مقایسه می‌کند.
همانطور که می‌دانیم مجموع جریانهای ورودی و خروجی ترانسفورماتور بدون عیب با در نظر گرفتن نسبت تبدیل آن باید برابر صفر باشد. ولی بعلت جریان مغناطیسی کننده و متفاوت بودن منحنی مشخصات ترانسفورماتورها و جریان و غیره نتیجة جریانها در دو طرف قدری بزرگتر از صفر خواهد بود.
از آنجا که جریانهای دو طرف ترانسفورماتور توسط رلة دیفرنسیال با هم مقایسه می‌شوند باید ترانسفورماتورهای جریانی که در دو طرف فشار قوی و ضعیف ترانسفورماتور بسته می‌شوند، بطریق انتخاب شوند که جریانهای زکوندر ترانسفورماتورها جریان دو طرف ترانسفورماتور از نظر قدر مطلق و فاز با هم کاملاً برابر باشد.
جریانها از نظر قدر مطلق موقعی با هم برابر می‌شوند که نسبت ضریب تبدیل ترانسفورماتورهای جریان دو طرف فشار قوی و ضعیف برابر با عکس ضریب تبدیل ترانسفورماتور قدرت باشد.
رله دیفرنسیال که برای حفاظت ترانسفورماتور بکار برده می‌شود نباید دارای حساسیت زیاد باشد زیرا در ترانسفورماتورهای سالم نیز اغلب تفاوت جریانی در دو طرف سیم‌پیچی زکوندر (ثانیه) ترانسفورماتور جریان ظاهر می‌شود. این جریان ( تفاوت جریان) اولاً توسط جریان مغناطیسی ( جریان بدون بار) و در ثانی توسط برابر نبودن منحنی مغناطیسی ترانسفورماتورهای جریانی که در دو طرف ترانسفورماتور نصب شده است مخصوصاً در جریان خیلی زیاد ایجاد می‌شود.
حفاظت یش توسط رلة دیفرنسیال ، در حالت عادی و نرمال، مجموع جریانهایی که از یش گرفته می‌شود برابر جریانهایی است که به سیش وارد می‌شود. یا بعبارت دیگر مجموع برداری جریانهای کلیة انشعابهای شیی صفر است. در موقع بروز خطا درسیش، مجموع جریانها صفر نمی‌شود، بلکه جریان باقیمانده‌ای بوجود می‌آید که می‌توان از آن جهت حفاظت شی استفاده کرد.
از رلة ساده دیفرنسیال بعلت ناپایدار بودن آن در مقابل خطاهای ترانسفورماتور جریان در موقع عبور جریان اتصال کوتاه نمی‌توان در حفاظت استفاده کرد از اینجهت برای حفاظت شی از رلة دیفرنسیال پایدار مخصوصی استفاده می‌شود. برای پایدار کردن رله، مجموع قدرمطلق تمام جریانها تشکیل داده می‌شود. که این عمل توسط یکسو کردن یکایک جریانها و جمع کردن آنها بوسیله مدار جمع کننده انجام می‌گیرد. در حفاظت شی‌های چندتایی باید نحوة حفاظت طوری باشد که هر کدام از شی ها دارای وسیلة حفاظتی مخصوص بخود باشد از این جهت برای حفاظت شینی‌های چندتایی به تعداد سیش‌های رلة دیفرنسیال لازم است و هر کدام از این رله‌ها با یک رله فرعی که از سیش مخصوص خود ( توسط سکسیونر همان شی) فرمان می‌گیرد مرتبط است.
حفاظت شبکة فشارقوی توسط رله دیفرنسیال (روش مقایسه) بدو دسته طول، برای سیمهای موازی ( سیش دوبل) تقسیم می‌شود. این طریقه حفاظت به جهت اینکه فقط خطای موجود در محدودة خود را تعیین می‌کند و نمی‌تواند حتی بعنوان رزرو، حفاظت قسمتهای دیگر شبکه را بعهده بگیرد نسبت به رله‌های دیگر مثل رلة جریان زیاد زمانی و رلة دیستانس در درجة دوم اهمیت قرار دارد. لذا از اینجهت هیچگاه سیمی را فقط با روش مقایسه حفاظت نمی‌کنند. بلکه همیشه این روش حفاظتی در کنار رلة جریان زیاد زمانی و یا رلة دیستانس در شبکه بکار برده می‌شود.
کلیدهای فشار قوی برحسب وظایفی که بعهده دارند به دسته‌های
1. کلید بدون بار یا سکسیونر
2. کلید قابل قطع زیر بار یا سکسیونر قابل قطع زیربار
3. کلید قدرت یا دیژنکتور Circuit Breaker
انواع کلیدهای قدرت C.B :
1. کلید روغنی که از متداولترین کلیدهای فشارقوی با قدرت قطع بالا می‌باشد.
در کلید روغنی در درجة اول از روغن بعنوان عایق استفاده می‌شود و بدین جهت هر چه فشار الکتریکی شبکه بیشتر باشد حجم روغن داخل کلید نیز زیادتر می‌گردد. بطوریکه وزن روغن در کلید روغنی KV 220 نزدیک به 20 تن می‌رسد و همین حجم زیاد روغن یکی از بزرگترین معایب این کلید بخصوص در مواقع آتش‌سوزی است.
کلید قدرت علاوه بر اینکه جریان اتصال کوتاه را قطع می‌کند، باید قادر باشد مدار اتصال کوتاه شده را نیز به شبکه برق وصل کند یا بعبارت دیگر در زیر اتصال کوتاه وصل شود. از آنجا که در این حالت در لحظة وصل جریان اتصال کوتاه ضربه‌ای شدید از کلید می‌گذرد. در اطراف کلید حوزة الکترومغناطیسی شدیدی ایجاد می‌شود که سبب لرزش کشاکتها و کم شدن سطح تماس کشاکتها می‌شود که نتیجة آن بوجود آمدن نقطه جوشهایی در سطح کشاکتها و از کار افتادن کلید می‌شود. برای جلوگیری از این ارتعاشات بخصوص در کلیدهای فشارقوی هر قطب کلید دارای محفظة احتراق مخصوص بخود می‌باشد.
2. کلید کم روغن ، در موقع جدا شدن دو کشاکت کلید زیر بار دو محفظة روغنی جریانی که از آخرین نقطة تماس فلزی کشاکت می‌گذرد باعث گداخته شدن و تبخیر فلز ( مس) می‌شود و با آن پایه و اساس جرقه یا قوس الکتریکی بین دو کشاکت جدا شده گذاشته می‌شود. حرارت زیاد جرقه روغن اطراف قوس را تبخیر و ایجاد یک حباب گازی یا فشار زیاد می‌کند این حباب گازی از لایه‌های مختلفی تشکیل شده که از دیدگاه روغنی به طرف مرکز قوس عبارتند از :
الف ـ لایة بخار مرطوب روغن
ب ـ لایة بخار داغ و خشک
ج ـ لایة اطراف قوس مرکب از C2H2 و H2 و H با حرارتی در حدود 1000 تا 5000 درجه کلوین .
که کلید کم روغن بدو صورت قطع جریان کم و قطع جریان زیاد بکار می‌رود، که اکثر کلیدهای کم روغن بر پایه قطع جریان زیاد ساخته می‌شوند بدین جهت که ایجاد فشار و به جریان انداختن گاز در یک زمان معین و حساب شده شما راه حل صحیح قطع جرقه در روغن است . لذا قطع سریع جرقه در زمان یک نیمه پریود علاوه بر اینکه برای تأسیساتی برق بسیار مهم و با ارزش است، در ساختمان خود کلید نیز بسیار مؤثر است. زیرا بعلت قطع فوری جرقه اثرات حرارتی و مکانیکی آن نیز بر روی کشاکتها و محفظة احتراق کوچکتر می‌شود و علاوه بر اینکه دوام کلید را بالا می‌برد خود کلید نیز ارزان تهیه می‌شود.
3. کلید اکسپانزیون:کلید راست که در آن از آب بعنوان مادة خاموش کنندة جرقه استفاده شده است و بهمین جهت اغلب کلید آبی نامیده می‌شود. یکی از بهترین خواص این کلید این است که چون آب داخل محفظة احتراق قابل اشتعال نیست هیچگونه انفجاری کلید را تهدید نمی‌کند و مانند کلیدهای روغنی باعث آتش‌سوزی نمی‌شود.
هر قطب کلید دارای یک محفظة احتراق مخصوص خود است که با مقداری آب و ماده ضریح پر شده است. محفظة احتراق کلید توسط دو رینگ الاستیکی ثابت نگهداشته می‌شود و در صورتیکه فشار داخل محفظه بعلت تراکم گاز از حد معینی تجاوز کرد محفظة احتراق قدری بطرف بالا کشیده می‌شود. و مقداری از گاز داخل محفظه به بیرون راه پیدا می‌کند و در آب سرد محفظة دیگر تقطیر می‌شود.
در کلیدهای اکسپانزیون با ولتاژ زیاد بجای آب از روغن مخصوص که نقطة اشتعال آن خیلی بالاست استفاده می‌شود.
4. کلید هوائی : در کلیدهای قبلی مادة اولیة خاموش کنندة جرقه مایع است و چون در این نوع کلیدها عواملی که در خاموش کردن جرقه مؤثر هستند در اثر انرژی خود جرقه از تجزیة روغن تهیه و آماده می‌شوند، همه آنها کم و پیش تابع شدت جریان زمان قطع هستند. بعباردت دیگر قدرت جرقه تابع شدت جریان است. ولی در کلید هوائی اولاً برای خاموش کردن جرقه و خارج کردن یونها و خنک کردن جرقه از هوای سرد تحت فشار استفاده می‌شود و در ثانی این تنها کلیدست که قدرت خاموش کنندگی آن مستقل از جریان است و فقط تابع هوای کمپرس شده ایست که قبلاً در یک منبع ذخیره شده و با فشار ثابت و مقدار ثابت برای هر شدت جریانی بداخل محفظة احتراق هدایت می‌شود.
در کلیدهای هوائی بخصوص در فشار کم و متوسط ، کشاکت ثابت معمولاً بصورت قیف ساخته می‌شود که در داخل آن کشاکت میله‌ای متحرک جای می‌گیرد و با تماس با آن کلید بسته می‌شود. در موقع قطع کلید، کشاکت میله‌ای از کشاکت ثابت جدا می‌شود و این دو کشاکت ابتدا در هوای ساکن موجود در محفظه جرقه حاصل می‌گردد، طول این قوس را کوتاه نگه می‌دارند تا کار کلید کوچک شود. در ضمن باید فاصلة دو کشاکت بحدّی باشد که پس از خاموش شدن جرقه این فاصله بتواند فشار برگشت شده روی دو کشاکت را حفظ کند. بعبارت دیگر باید فاصلة هوائی دو کشاکت استقامت الکتریکی کافی برای ولتاژ شبکه را داشته باشد.
5. کلید گاز سخت ( جامد) در پستها و شبکه‌های برق کوچک که دارای تأسیساتی محدود و فاقد دستگاه کمپرسور و تهیه هوای فشرده می‌باشند نصب کلیدهای هوائی اطراف اهوار فشرده) مقرون به صرفه نیست و بدین جهت اغلب از کلیه اکسپانزیون (آبی) و یا از کلید گاز جامد نیز مانند کلیدهای روغن و کم روغن، گازی که باعث خاموش کردن و برنگشتن جرقه می‌شود، توسط خود جرقه بوجود می‌آید. لذا قدرت قطع این کلید نیز تابع شدت جریان قطع است.
کلید گاز جامد جریان خیلی زیاد را در اولین نیم پریود بمحض عبور جریان از عنصر و درست در همان موقعی که لوله کشاکت دهندة مجرای خروجی گاز را باز می‌کند قطع می‌نماید در صورتیکه جرقه جریانهای کم و در فاصله بیشتر دو کشاکت و در زمان دومین نیمه موج قطع می‌شود. این کوتاه بودن زمان جرقه بعلت گاز شدیدی است که از عایق‌ها متصاعد می‌شود و بهمین جهت سطوح میله و لولة جرقه‌گیر عایق نیز خیلی زود فرسوده و و مستحمل نمی‌شود. معمولاً پس از هر چند صدبار قطع احتیاج به تعویض پیدا می‌کنند. این کلیدها برای اختلاف سطح تا kg20 و قدرت قطع تا muA 200 ساخته می‌شوند.
6. کلید SF6 : در این نوع کلید از گاز SF6 بعنوان مادة خاموش کنندة جرقه و عایق بین دو کشاکت و نگهدارندة ولتاژ استفاده شده است. گاز SF6 الکترونهای آزاد را جذب می‌کند و ایجاد یون منفی بودن تحرک می‌کند در شچه مانع ایجاد ابربهمنی الکترونها که باعث شکست عایق و ایجاد جرقه می‌شود می‌گردد. بطوریکه استقامت الکتریکی گاز SF6 به 2 تا 3 برابر استقامت الکتریکی هوا می‌رسد. گاز SF6 از نظر شیمیایی کاملاً با ثبات است وصل ترکیبی آن خیلی کم و غیر رسمی می‌باشد و تقریباً 5 برابر هوا وزن دارد و در مقابل حرارت زیاد نیز پایدار و غیرقابل اشتعال است.
این کلید دارای یک کمپرسور و محفظة احتراق می‌باشد در این کلید از یک کشاکت ثابت و یک کشاکت متحرک استفاده نشده است بلکه قسمت اصلی کلید تشکیل شده از دو لولة ثابت که به فاصلة معینی متناسب با ولتاژ نامی کلید در مقابل هم قرار گرفته‌اند. ارتباط این دو لوله در حالت وصل کلید توسط موف انگشتانه مانند فلزی بنام موف اتصالی انجام می‌گیرد. کمپرسور تشکیل شده از یک سیلندر عایق پر از گاز که بوسیلة میلة فرمان مخصوصی بطرف پایین و بالا حرکت می‌کند و در ضمن باعث قطع و وصل کلید نیز می‌شود.
در قسمت تحتانی این سیلندر عایق یک پیستون رینگ مانند بطور ثابت نصب شده است. این مجموعه در موقع قطع کلید مانند یک کمپرسور و انژکتور عمل می‌کند. با این تفاوت که گاز داخل کمپرسور با فشردن پیستون متراکم نمی‌شود، بلکه با پایین آمدن لولة سیلندری فشرده و متراکم می‌شود . در موقع قطع کلید، کمپرسور که در حقیقت بعنوان دستگاه تراکم کننده و دمنده گاز عمل می‌کند بوسیلة اهرمی که فرمان قطع را اجرا می‌کند بطرف پایین کشیده می‌شود. در این حالت گاز SF6 داخل کمپرسور متراکم می‌شود و موقعی که گاز تراکم لازم برای مجرای ورود گاز از دو طرف جرقه باز می‌شود و کمپرسور تبدیل به انژکتور می‌گردد. گاز تحت فشار بطور عمودی بر قوس وارد شده و در امتداد طول قوس در داخل لوله‌ها جریان پیدا می‌کند و باعث قطع سریع جرقه در زمان عبور جریان از صفر می‌شود. سپس از قطع کامل جریان سیلندر عایق کمپرسور در محل معین بطور ثابت قرار می‌گیرد. در موقع وصل کلید سیلندری عایق مجدداً بالا می‌رود و فضای فال آن از گاز SF6 پر می‌شود و کلید آماده برای قطع مجدد می‌گردد. برای ولتاژهای 130 k و 230k فرمان قطع و وصل کلید هیدروکیل است.
7. کلید خلاء : اصولاً الکترونهای آزاد باعث هدایت جریان در فلزات و ایجاد قوس الکتریکی در عایق‌ها می‌شوند. لذا در خلاء کامل چون هیچ عنصری وجود ندارد که حاصل الکترونها باشد، باید جدا شدن دوکشاکت فلزی جریان دار به احتمال قوی بدون ایجاد جرقه انجام بگیرد. لذا کلیدهای فشار قوی که کشاکتهای آن در خلاء از هم جدا شوند ساخته و از سه قسمت اصل زیر تشکیل شده است :
1. کپسول خلاء از فولا و کرم نیکل با کشاکتورها
2. نگهدارند] کشاکتورها و ایزولاتورها
3. وسایل مکاکنیل رسانای فرمان قطع و وصل.
کشاکتهای اتصال دهنده این کلید در یک کپسول فلزی خلاء شده قرار دارند و عمل قطع و وصل کلید در این کپسول و در خلاء کامل انجام می گیرد. بعلت فشار خیلی کم داخل کپسول ( در حدود Bar ) فاصل] دو کشاکت کلید خلاء در حالت قطع برای فشار تا 30kv خیلی کم و در حدود 20 mm است در نتیجه بعلت کوچک بودن طول جرقه (20 mm) و هدایت خوب پلاسما و کوتاه بودن زمان جرقه که ماکزیمم از 6 ms تجاوز نمی کند. انرژی قوس الکتریکی در این کلید خیلی کوچکتر از کلیدهای مشابه دیگر می باشد. با توجه به اینکه اغلب قوس قبل از رسیدن جریان به صفر قطع می شود، می توان کلید را با وسیله قطع و وصل سریع مجهز کرد.