Gass som isolasjonsmedium for høyspentutstyr
Gasser som isolasjonsmedium er mye brukt på luftledninger, i bryterenheter (RUer) og annet elektrisk utstyr. Luft, SF6-gass, nitrogen, en blanding av SF6-gass med nitrogen osv. brukes som isolasjonsgasser.
Fordeler med gassisolasjon — det er relativt lav pris, relativt høy dielektrisk styrke, egenskapen til "selvhelbredende", god termisk ledningsevne.
Under normale atmosfæriske forhold (trykk P = 100 kPa, temperatur T = 293 K, tetthet γ = 11 g / m3) og i et jevnt elektrisk felt er den elektriske styrken til luft E = 30 kV / cm.
Denne verdien er typisk for elektrodeavstand mindre enn 1 m. Ved avstander på 1-2 m er styrken ca 5 kV / cm, og i en avstand på 10 m og mer er den 1,5-2,5 kV / cm. Nedgangen i den dielektriske styrken til luft ved store avstander forklares av streamer-teorien om utviklingen av utladningen. Den dielektriske styrkeverdien til luft påvirkes av temperatur, trykk (tetthet) og fuktighet.
Elektrisk utstyr er vanligvis designet for å fungere i en høyde på opptil 1000 m over havet ved en temperatur på t = <40 ° C og γ = 11 g / m3. Med en økning i høyden med 100 m og en økning i temperaturen med 3 ° C, reduseres luftens kraft med 1%.
En dobbel økning i absolutt fuktighet reduserer styrken med 6-8 %. Disse dataene er typiske for avstanden mellom spenningsførende deler opp til 1 m. Når avstanden øker, avtar påvirkningen av atmosfæriske forhold.
Den største ulempen med luft er at ozon og nitrogenoksid dannes under påvirkning av koronaen, som igjen fører til aldring av fast isolasjon og korrosjon.
For tiden brukes følgende gasser til produksjon av gassisolasjon: SF6-gass, nitrogen, en blanding av SF6-gass med nitrogen og noen fluorkarboner. Mange av disse gassene har høyere dielektrisk styrke enn luft. Ulempen med mange isolasjoner er at de er over 3 200 år gamle og har et drivhuspotensial som er 22 000 ganger så mye som karbondioksid.
Til tross for at andelen SF6-gass i dannelsen av drivhuseffekten er relativt liten (omtrent 0,2%), er den inkludert i listen over klimagasser på grunn av den brede bruken i kraftindustrien.
I nye høyspentbrytere brukes SF6-gass som et isolasjons- og lysbuemedium (se — SF6 effektbrytere 110 kV og over). Koblingskapasiteten og dielektriske egenskaper til koplingsenhetene avhenger av SF6-gasstettheten, som må overvåkes konstant. Lekkasjer gjennom tetningene eller foringsrøret skal automatisk oppdages av verktøyene.
Normalt arbeidstrykk (påfyllingstrykk ved 20 °C) for disse bryterenhetene er 0,45 til 0,7 MPa i minimumstemperaturområdet -40 °C til -25 °C. SF6-gass er ikke-giftig, ikke-forurensende eller fuktig, er ikke brennbart og har ingen ozonnedbrytende effekt. Imidlertid fortsetter den å eksistere i atmosfæren. Mer informasjon om denne isolasjonsgassen er skrevet her: Elegas og dens egenskaper
En ekte gass inneholder alltid et begrenset antall ladede partikler – elektroner og ioner. Gratis ladningsbærere dannes som et resultat av eksponering for naturlige ionisatorer - ultrafiolett stråling fra solen, kosmisk stråling, radioaktiv stråling. Dessuten dannes gratis ladningsbærere under påvirkning av et elektrisk felt som et resultat av ionisering.
Denne prosessen kan vokse i form av et snøskred. Som et resultat får kanalen mellom elektrodene høy ledningsevne og det oppstår en nedbrytning av det gassformige dielektrikumet. Les mer om det her: Typer elektriske utladninger i gasser