Газът като изолационна среда за оборудване с високо напрежение

Газовете като изолационна среда се използват широко по въздушни линии, в разпределителни устройства (RU) и друго електрическо оборудване. Като изолационни газове се използват въздух, газ SF6, азот, смес от газ SF6 с азот и др.

Предимства на газовата изолация — това е относително ниска цена, относително висока диелектрична якост, свойството на «самолечение», добра топлопроводимост.

При нормални атмосферни условия (налягане P = 100 kPa, температура T = 293 K, плътност γ = 11 g / m3) и в еднородно електрическо поле електрическата якост на въздуха е E = 30 kV / cm.

Тази стойност е типична за разстоянието между електродите по -малко от 1 m. На разстояния 1-2 м силата е около 5 kV / cm, а на разстояние 10 m и повече е 1,5-2,5 kV / cm. Намаляването на диелектричната якост на въздуха на големи разстояния се обяснява с стримерната теория за развитието на разряда. Стойността на диелектричната якост на въздуха се влияе от температура, налягане (плътност) и влажност.

Електрическото оборудване обикновено е проектирано да работи на височина до 1000 m над морското равнище при температура t = <40 ° C и γ = 11 g / m3. С увеличаване на надморската височина със 100 m и повишаване на температурата с 3 ° C, силата на въздуха намалява с 1%.

Двойното увеличение на абсолютната влажност намалява якостта с 6-8%. Тези данни са характерни за разстоянието между части под напрежение до 1 м. С увеличаване на разстоянието влиянието на атмосферните условия намалява.

Основният недостатък на въздуха е, че под въздействието на короната се образуват озон и азотен оксид, което от своя страна води до стареене на твърдата изолация и корозия.

Понастоящем за производството на газова изолация се използват следните газове: газ SF6, азот, смес от газ SF6 с азот и някои флуоровъглероди. Много от тези газове имат по -висока диелектрична якост от въздуха. Недостатъкът на много изолации е на възраст над 3200 години и има парников потенциал 22 000 пъти по -голям от този на въглеродния диоксид.

Въпреки факта, че делът на SF6 газ при образуването на парников ефект е относително малък (около 0,2%), той е включен в списъка на парниковите газове поради широкото му използване в електроенергийната промишленост.

В нови комутационни устройства с високо напрежение SF6 газ използва се като изолационна и дъговидна среда (виж — SF6 прекъсвачи 110 kV и повече). Капацитетът на превключване и диелектричните свойства на превключващите устройства зависят от плътността на SF6 газа, която трябва да се следи постоянно. Течовете през уплътненията или корпуса трябва автоматично да се откриват от инструментите.

Нормалното работно налягане (налягане на пълнене при 20 ° C) за тези превключващи устройства е от 0,45 до 0,7 MPa в минималния температурен диапазон от -40 ° C до -25 ° C. SF6 газът е нетоксичен, не подлежи на замърсяване или влага, не е запалим и няма озоноразрушаващ ефект. Той обаче продължава да съществува в атмосферата. Повече информация за този изолационен газ е написана тук: Елегаз и неговите свойства

Истинският газ винаги съдържа ограничен брой заредени частици — електрони и йони. Безплатните носители на заряд се образуват в резултат на излагане на естествени йонизатори — ултравиолетова радиация от слънцето, космически лъчи, радиоактивно излъчване.Също така, свободни носители на заряд се образуват под действието на електрическо поле в резултат на йонизация.

Този процес може да се разраства под формата на лавина. В резултат на това каналът между електродите придобива висока проводимост и се получава разрушаване на газообразния диелектрик. Прочетете повече за това тук: Видове електрически разряди в газове