Gas sebagai medium penebat untuk peralatan voltan tinggi

Gas sebagai medium penebat digunakan secara meluas pada talian atas, dalam unit suis (RU) dan peralatan elektrik lain. Udara, gas SF6, nitrogen, campuran gas SF6 dengan nitrogen, dsb. digunakan sebagai gas penebat.

Kelebihan penebat gas — ia adalah kos yang agak rendah, kekuatan dielektrik yang agak tinggi, sifat "penyembuhan diri", kekonduksian terma yang baik.

Di bawah keadaan atmosfera biasa (tekanan P = 100 kPa, suhu T = 293 K, ketumpatan γ = 11 g / m3) dan dalam medan elektrik seragam, kekuatan elektrik udara ialah E = 30 kV / cm.

Nilai ini adalah tipikal untuk jarak elektrod kurang daripada 1 m. Pada jarak 1-2 m, kekuatan adalah kira-kira 5 kV / cm, dan pada jarak 10 m dan lebih, ia adalah 1.5-2.5 kV / cm. Penurunan kekuatan dielektrik udara pada jarak yang jauh dijelaskan oleh teori streamer perkembangan nyahcas. Nilai kekuatan dielektrik udara dipengaruhi oleh suhu, tekanan (ketumpatan) dan kelembapan.

Peralatan elektrik biasanya direka untuk bekerja pada ketinggian sehingga 1000 m dari aras laut pada suhu t = <40 ° C dan γ = 11 g / m3. Dengan peningkatan ketinggian sebanyak 100 m dan peningkatan suhu sebanyak 3 ° C, daya udara berkurangan sebanyak 1%.

Peningkatan dua kali ganda dalam kelembapan mutlak mengurangkan kekuatan sebanyak 6-8%. Data ini adalah tipikal untuk jarak antara bahagian hidup sehingga 1 m. Apabila jarak bertambah, pengaruh keadaan atmosfera berkurangan.

Kelemahan utama udara ialah ozon dan nitrogen oksida terbentuk di bawah pengaruh korona, yang seterusnya membawa kepada penuaan penebat pepejal dan kakisan.

Pada masa ini, gas berikut digunakan untuk pengeluaran penebat gas: gas SF6, nitrogen, campuran gas SF6 dengan nitrogen dan beberapa fluorokarbon. Kebanyakan gas ini mempunyai kekuatan dielektrik yang lebih tinggi daripada udara. Kelemahan kepada banyak penebat ialah ia berusia lebih 3,200 tahun dan mempunyai potensi rumah hijau 22,000 kali ganda daripada karbon dioksida.

Walaupun bahagian gas SF6 dalam pembentukan kesan rumah hijau agak kecil (kira-kira 0.2%), ia termasuk dalam senarai gas rumah hijau kerana penggunaannya yang meluas dalam industri kuasa.

Dalam suis voltan tinggi baru, gas SF6 digunakan sebagai medium penebat dan arka (lihat - Pemutus litar SF6 110 kV dan ke atas). Kapasiti pensuisan dan sifat dielektrik peranti pensuisan bergantung pada ketumpatan gas SF6, yang mesti sentiasa dipantau. Kebocoran melalui pengedap atau selongsong hendaklah dikesan secara automatik oleh alatan.

Tekanan kerja biasa (tekanan pengisian pada 20 °C) untuk peranti pensuisan ini ialah 0.45 hingga 0.7 MPa dalam julat suhu minimum -40 °C hingga -25 °C. Gas SF6 bukan toksik, tidak mencemarkan atau lembapan, tidak mudah terbakar dan tidak mempunyai kesan penipisan ozon. Walau bagaimanapun, ia terus wujud di atmosfera. Maklumat lanjut tentang gas penebat ini ditulis di sini: Elegas dan sifat-sifatnya

Gas sebenar sentiasa mengandungi bilangan zarah bercas yang terhad - elektron dan ion. Pembawa cas percuma terbentuk akibat pendedahan kepada pengion semula jadi - sinaran ultraungu dari matahari, sinaran kosmik, sinaran radioaktif.Juga, pembawa cas percuma terbentuk di bawah tindakan medan elektrik akibat pengionan.

Proses ini boleh berkembang dalam bentuk runtuhan salji. Akibatnya, saluran antara elektrod memperoleh kekonduksian yang tinggi dan pecahan dielektrik gas berlaku. Baca lebih lanjut mengenainya di sini: Jenis-jenis nyahcas elektrik dalam gas