Gāze kā izolācijas vide augstsprieguma iekārtām
Gāzes kā izolācijas vide tiek plaši izmantotas gaisvadu līnijās, sadales iekārtās (RU) un citās elektroiekārtās. Kā izolācijas gāzes tiek izmantots gaiss, SF6 gāze, slāpeklis, SF6 gāzes maisījums ar slāpekli utt.
Gāzes izolācijas priekšrocības ir salīdzinoši zemas izmaksas, salīdzinoši augsta dielektriskā izturība, "pašatveseļošanās" īpašība, laba siltumvadītspēja.
Normālos atmosfēras apstākļos (spiediens P = 100 kPa, temperatūra T = 293 K, blīvums γ = 11 g / m3) un vienmērīgā elektriskajā laukā gaisa elektriskā stiprums ir E = 30 kV / cm.
Šī vērtība ir raksturīga elektrodiem, kas ir mazāki par 1 m. 1-2 m attālumā stiprums ir aptuveni 5 kV / cm, un 10 m un vairāk attālumā tas ir 1,5-2,5 kV / cm. Gaisa dielektriskās stiprības samazināšanās lielos attālumos ir izskaidrojama ar straumēšanas teoriju par izlādes attīstību. Gaisa dielektriskās stiprības vērtību ietekmē temperatūra, spiediens (blīvums) un mitrums.
Elektriskās iekārtas parasti ir paredzētas darbam augstumā līdz 1000 m virs jūras līmeņa temperatūrā t = <40 ° C un γ = 11 g / m3. Palielinoties augstumam par 100 m un temperatūrai paaugstinoties par 3 ° C, gaisa spēks samazinās par 1%.
Divkāršs absolūtā mitruma pieaugums samazina izturību par 6-8%. Šie dati ir raksturīgi attālumam starp dzīvajām daļām līdz 1 m Attālumam palielinoties, atmosfēras apstākļu ietekme samazinās.
Galvenais gaisa trūkums ir tas, ka koronas ietekmē veidojas ozons un slāpekļa oksīds, kas savukārt noved pie cietās izolācijas novecošanas un korozijas.
Pašlaik gāzes izolācijas ražošanai tiek izmantotas šādas gāzes: SF6 gāze, slāpeklis, SF6 gāzes maisījums ar slāpekli un daži fluorogļūdeņraži. Daudzām no šīm gāzēm ir augstāka dielektriskā izturība nekā gaisam. Daudzu izolāciju mīnuss ir tas, ka tie ir vairāk nekā 3200 gadus veci, un to siltumnīcas potenciāls ir 22 000 reižu lielāks nekā oglekļa dioksīdam.
Neskatoties uz to, ka SF6 gāzes īpatsvars siltumnīcas efekta veidošanā ir salīdzinoši neliels (apmēram 0,2%), tā ir iekļauta siltumnīcefekta gāzu sarakstā, pateicoties plašai izmantošanai enerģētikā.
Jaunajos augstsprieguma sadales iekārtās SF6 gāze tiek izmantota kā izolācijas un loka vide (sk. SF6 automātiskie slēdži 110 kV un vairāk). Komutācijas ierīču pārslēgšanas jauda un dielektriskās īpašības ir atkarīgas no SF6 gāzes blīvuma, kas pastāvīgi jāuzrauga. Instrumentiem automātiski jāatklāj noplūdes caur blīvēm vai korpusu.
Normālais darba spiediens (uzpildes spiediens 20 ° C temperatūrā) šīm komutācijas ierīcēm ir no 0,45 līdz 0,7 MPa minimālajā temperatūras diapazonā no -40 ° C līdz -25 ° C. SF6 gāze nav toksiska, nav piesārņojoša vai mitra, nav uzliesmojošs un tam nav ozonu noārdošas iedarbības. Tomēr tas turpina pastāvēt atmosfērā. Plašāka informācija par šo izolācijas gāzi ir rakstīta šeit: Elegas un tās īpašības
Īsta gāze vienmēr satur ierobežotu skaitu lādētu daļiņu — elektronu un jonu. Brīvie lādiņnesēji veidojas dabisko jonizatoru iedarbības rezultātā — saules ultravioletais starojums, kosmiskie stari, radioaktīvais starojums, kā arī brīvie lādiņnesēji veidojas elektriskā lauka iedarbībā jonizācijas rezultātā.
Šis process var izaugt lavīnas veidā. Rezultātā kanāls starp elektrodiem iegūst augstu vadītspēju un notiek gāzveida dielektriķa sadalīšanās. Vairāk par to lasiet šeit: Elektrisko izlāžu veidi gāzēs