Gas som isoleringsmedium til højspændingsudstyr
Gasser som et isolerende medium er meget udbredt på luftledninger, i koblingsenheder (RU'er) og andet elektrisk udstyr. Luft, SF6-gas, nitrogen, en blanding af SF6-gas med nitrogen osv. anvendes som isoleringsgasser.
Fordele ved gasisolering — det er relativt lave omkostninger, relativt høj dielektrisk styrke, egenskaben ved "selvhelbredende", god termisk ledningsevne.
Under normale atmosfæriske forhold (tryk P = 100 kPa, temperatur T = 293 K, massefylde γ = 11 g / m3) og i et ensartet elektrisk felt er luftens elektriske styrke E = 30 kV / cm.
Denne værdi er typisk for elektrodeafstand mindre end 1 m. Ved afstande på 1-2 m er styrken omkring 5 kV / cm, og i en afstand på 10 m og mere er den 1,5-2,5 kV / cm. Faldet i luftens dielektriske styrke ved store afstande forklares af streamer-teorien om udviklingen af udladningen. Luftens dielektriske styrkeværdi påvirkes af temperatur, tryk (densitet) og fugtighed.
Elektrisk udstyr er normalt designet til at arbejde i en højde på op til 1000 m over havets overflade ved en temperatur på t = <40 ° C og γ = 11 g / m3. Med en stigning i højden med 100 m og en stigning i temperaturen med 3 ° C, falder luftens kraft med 1%.
En dobbelt stigning i den absolutte luftfugtighed reducerer styrken med 6-8%. Disse data er typiske for afstanden mellem spændingsførende dele op til 1 m. Efterhånden som afstanden øges, aftager påvirkningen af atmosfæriske forhold.
Den største ulempe ved luft er, at ozon og nitrogenoxid dannes under påvirkning af koronaen, hvilket igen fører til ældning af fast isolering og korrosion.
I øjeblikket anvendes følgende gasser til fremstilling af gasisolering: SF6-gas, nitrogen, en blanding af SF6-gas med nitrogen og nogle fluorcarboner. Mange af disse gasser har en højere dielektrisk styrke end luft. Ulempen ved mange isoleringer er, at de er over 3.200 år gamle og har et drivhuspotentiale på 22.000 gange så meget som kuldioxid.
På trods af, at andelen af SF6-gas i dannelsen af drivhuseffekten er relativt lille (ca. 0,2%), er den optaget på listen over drivhusgasser på grund af dens brede anvendelse i elindustrien.
I nye højspændingsanlæg anvendes SF6-gas som et isolerende og lysbuemiddel (se — SF6 afbrydere 110 kV og derover). Koblingskapaciteten og dielektriske egenskaber af switchenhederne afhænger af SF6-gasdensiteten, som konstant skal overvåges. Lækager gennem tætningerne eller huset bør automatisk opdages af værktøjerne.
Det normale arbejdstryk (påfyldningstryk ved 20 °C) for disse koblingsenheder er 0,45 til 0,7 MPa i minimumstemperaturområdet -40 °C til -25 °C. SF6-gas er ikke-giftig, ikke-forurenende eller fugtig, er ikke brændbart og har ingen ozonnedbrydende effekt. Det fortsætter dog med at eksistere i atmosfæren. Mere information om denne isoleringsgas er skrevet her: Elegas og dens egenskaber
En rigtig gas indeholder altid et begrænset antal ladede partikler - elektroner og ioner. Gratis ladningsbærere dannes som et resultat af eksponering for naturlige ionisatorer - ultraviolet stråling fra solen, kosmiske stråler, radioaktiv stråling. Også frie ladningsbærere dannes under påvirkning af et elektrisk felt som følge af ionisering.
Denne proces kan vokse i form af en lavine. Som et resultat opnår kanalen mellem elektroderne høj ledningsevne, og der opstår en nedbrydning af det gasformige dielektrikum. Læs mere om det her: Typer af elektriske udladninger i gasser