Kaasu eristävänä väliaineena korkeajännitelaitteille
Kaasuja käytetään eristävänä väliaineena laajalti ilmajohdoissa, kojeistoissa (RU) ja muissa sähkölaitteissa. Eristyskaasuina käytetään ilmaa, SF6-kaasua, typpeä, SF6-kaasun ja typen seosta jne.
Kaasueristyksen edut - se on suhteellisen alhainen hinta, suhteellisen korkea dielektrinen lujuus, "itseparantumisen" ominaisuus, hyvä lämmönjohtavuus.
Normaaleissa ilmakehän olosuhteissa (paine P = 100 kPa, lämpötila T = 293 K, tiheys γ = 11 g / m3) ja tasaisessa sähkökentässä ilman sähkövoimakkuus on E = 30 kV / cm.
Tämä arvo on tyypillinen alle 1 metrin elektrodien etäisyydelle. 1-2 m etäisyyksillä lujuus on noin 5 kV / cm ja vähintään 10 m etäisyydellä 1,5-2,5 kV / cm. Ilman dielektrisen lujuuden pieneneminen suurilla etäisyyksillä selittyy purkauskehityksen streamer-teorialla. Ilman dielektrisen lujuuden arvoon vaikuttavat lämpötila, paine (tiheys) ja kosteus.
Sähkölaitteet on yleensä suunniteltu toimimaan korkeintaan 1000 m merenpinnan yläpuolella lämpötilassa t = <40 ° C ja γ = 11 g / m3. Kun korkeus nousee 100 m ja lämpötila nousee 3 ° C, ilman voima vähenee 1%.
Absoluuttisen kosteuden kaksinkertainen nousu vähentää lujuutta 6-8 %. Nämä tiedot ovat tyypillisiä jännitteisten osien väliselle etäisyydelle 1 m asti. Etäisyyden kasvaessa ilmakehän olosuhteiden vaikutus vähenee.
Ilman suurin haittapuoli on se, että koronan vaikutuksesta muodostuu otsonia ja typen oksideja, mikä puolestaan johtaa kiinteän eristeen vanhenemiseen ja korroosioon.
Tällä hetkellä kaasueristeen valmistukseen käytetään seuraavia kaasuja: SF6-kaasu, typpi, SF6-kaasun ja typen seos sekä joitakin fluorihiilivetyjä. Monilla näistä kaasuista on korkeampi dielektrinen lujuus kuin ilmalla. Monien eristeiden haittapuoli on, että ne ovat yli 3 200 vuotta vanhoja ja niiden kasvihuonepotentiaali on 22 000 kertaa suurempi kuin hiilidioksidin.
Huolimatta siitä, että SF6-kaasun osuus kasvihuoneilmiön muodostumisessa on suhteellisen pieni (noin 0,2 %), se on sisällytetty kasvihuonekaasujen luetteloon sen laajan käytön vuoksi energiateollisuudessa.
Uusissa suurjännitekojeistoissa SF6-kaasua käytetään eristävänä ja valokaariaineena (ks. SF6 katkaisijat 110 kV ja enemmän). Kytkentälaitteiden kytkentäkapasiteetti ja dielektriset ominaisuudet riippuvat SF6-kaasun tiheydestä, jota on jatkuvasti seurattava. Työkalujen tulee automaattisesti havaita vuodot tiivisteiden tai kotelon läpi.
Näiden kytkinlaitteiden normaali työpaine (täyttöpaine 20 °C:ssa) on 0,45–0,7 MPa minimilämpötila-alueella -40 °C–-25 °C. SF6-kaasu on myrkytön, ei saastuta tai kostea, on syttymätön eikä sillä ole otsonikerrosta heikentävää vaikutusta. Se on kuitenkin edelleen olemassa ilmakehässä. Lisätietoja tästä eristävästä kaasusta on kirjoitettu täällä: Elegas ja sen ominaisuudet
Todellinen kaasu sisältää aina rajoitetun määrän varautuneita hiukkasia - elektroneja ja ioneja. Vapaita varauksenkuljettajia muodostuu altistuessaan luonnollisille ionisaattoreille - auringon ultraviolettisäteilylle, kosmisille säteille, radioaktiiviselle säteilylle. Myös vapaita varauksenkantajia muodostuu sähkökentän vaikutuksesta ionisaation seurauksena.
Tämä prosessi voi kasvaa lumivyöryn muodossa. Tämän seurauksena elektrodien välinen kanava saa korkean johtavuuden ja tapahtuu kaasumaisen eristeen hajoaminen. Lue aiheesta lisää täältä: Sähköpurkaustyypit kaasuissa