Gas som isoleringsmedium för högspänningsutrustning
Gaser som isoleringsmedium används i stor utsträckning på luftledningar, i ställverksenheter (RU) och annan elektrisk utrustning. Luft, SF6-gas, kväve, en blandning av SF6-gas med kväve etc. används som isoleringsgaser.
Fördelar med gasisolering — det är relativt låg kostnad, relativt hög dielektrisk hållfasthet, egenskapen för "självläkande", god värmeledningsförmåga.
Under normala atmosfäriska förhållanden (tryck P = 100 kPa, temperatur T = 293 K, densitet γ = 11 g / m3) och i ett enhetligt elektriskt fält är luftens elektriska styrka E = 30 kV / cm.
Detta värde är typiskt för elektrodavstånd mindre än 1 m. På avstånd på 1-2 m är styrkan cirka 5 kV / cm, och på ett avstånd av 10 m och mer är den 1,5-2,5 kV / cm. Minskningen av den dielektriska styrkan hos luft på stora avstånd förklaras av streamerteorin om urladdningens utveckling. Luftens dielektriska hållfasthetsvärde påverkas av temperatur, tryck (densitet) och luftfuktighet.
Elektrisk utrustning är vanligtvis konstruerad för att fungera på en höjd av upp till 1000 m över havet vid en temperatur på t = <40 ° C och γ = 11 g / m3. Med en ökning av höjden med 100 m och en ökning av temperaturen med 3 ° C, minskar luftens kraft med 1%.
En dubbel ökning av den absoluta luftfuktigheten minskar styrkan med 6-8%. Dessa data är typiska för avståndet mellan spänningsförande delar upp till 1 m. När avståndet ökar minskar påverkan av atmosfäriska förhållanden.
Den största nackdelen med luft är att ozon och kväveoxid bildas under inverkan av koronan, vilket i sin tur leder till åldrande av fast isolering och korrosion.
För närvarande används följande gaser för produktion av gasisolering: SF6-gas, kväve, en blandning av SF6-gas med kväve och några fluorkolväten. Många av dessa gaser har en högre dielektrisk styrka än luft. Nackdelen med många isoleringar är att de är över 3 200 år gamla och har en växthuspotential som är 22 000 gånger så stor som koldioxid.
Trots att andelen SF6-gas i bildandet av växthuseffekten är relativt liten (cirka 0,2 %), ingår den i listan över växthusgaser på grund av dess breda användning inom kraftindustrin.
I nya högspänningsställverk används SF6-gas som ett isolerande och ljusbågsbildande medium (se — SF6 effektbrytare 110 kV och över). Omkopplingskapaciteten och dielektriska egenskaper hos omkopplingsanordningarna beror på SF6-gasdensiteten, som måste övervakas konstant. Läckor genom tätningarna eller höljet bör automatiskt upptäckas av verktygen.
Det normala arbetstrycket (påfyllningstryck vid 20 °C) för dessa kopplingsanordningar är 0,45 till 0,7 MPa i det lägsta temperaturområdet -40 °C till -25 °C. SF6-gas är icke-giftig, icke-förorenande eller fuktig, är icke brandfarligt och har ingen ozonnedbrytande effekt. Det fortsätter dock att existera i atmosfären. Mer information om denna isoleringsgas finns skriven här: Elegas och dess egenskaper
En riktig gas innehåller alltid ett begränsat antal laddade partiklar – elektroner och joner. Gratis laddningsbärare bildas som ett resultat av exponering för naturliga jonisatorer - ultraviolett strålning från solen, kosmisk strålning, radioaktiv strålning. Dessutom bildas fria laddningsbärare under inverkan av ett elektriskt fält som ett resultat av jonisering.
Denna process kan växa i form av en lavin. Som ett resultat får kanalen mellan elektroderna hög konduktivitet och en nedbrytning av det gasformiga dielektrikumet inträffar. Läs mer om det här: Typer av elektriska urladdningar i gaser