ก๊าซเป็นสื่อฉนวนสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง

ก๊าซเป็นสื่อฉนวนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสายไฟเหนือศีรษะ ในหน่วยสวิตช์ (RU) และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ อากาศ ก๊าซ SF6 ไนโตรเจน ส่วนผสมของก๊าซ SF6 กับไนโตรเจน ฯลฯ ใช้เป็นก๊าซฉนวน

ข้อดีของฉนวนกันแก๊ส — มีต้นทุนค่อนข้างต่ำ ความเป็นฉนวนค่อนข้างสูง คุณสมบัติของ "การรักษาตัวเอง" การนำความร้อนที่ดี

ภายใต้สภาวะบรรยากาศปกติ (ความดัน P = 100 kPa อุณหภูมิ T = 293 K ความหนาแน่น γ = 11 g / m3) และในสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ ความแรงไฟฟ้าของอากาศคือ E = 30 kV / cm

ค่านี้เป็นค่าปกติสำหรับระยะห่างของอิเล็กโทรดน้อยกว่า 1 ม. ที่ระยะ 1-2 ม. ความแรงประมาณ 5 กิโลโวลต์/ซม. และที่ระยะ 10 ม. ขึ้นไป จะมีค่า 1.5-2.5 กิโลโวลต์/ซม. การลดลงของความเป็นฉนวนของอากาศในระยะทางไกลนั้นอธิบายได้จากทฤษฎีลำแสงของการพัฒนาการปล่อย ค่าความเป็นฉนวนของอากาศขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดัน (ความหนาแน่น) และความชื้น

อุปกรณ์ไฟฟ้ามักได้รับการออกแบบให้ทำงานที่ระดับความสูงไม่เกิน 1,000 ม. เหนือระดับน้ำทะเลที่อุณหภูมิ t = <40 ° C และ γ = 11 g / m3 เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น 100 ม. และอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 3 ° C แรงของอากาศจะลดลง 1%

ความชื้นสัมบูรณ์ที่เพิ่มขึ้นสองเท่าจะลดความแข็งแรงลง 6-8% ข้อมูลเหล่านี้เป็นข้อมูลทั่วไปสำหรับระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนที่มีชีวิตสูงถึง 1 ม. เมื่อระยะทางเพิ่มขึ้น อิทธิพลของสภาพบรรยากาศจะลดลง

ข้อเสียเปรียบหลักของอากาศคือโอโซนและไนโตรเจนออกไซด์ก่อตัวขึ้นภายใต้อิทธิพลของโคโรนา ซึ่งจะนำไปสู่การเสื่อมสภาพของฉนวนแข็งและการกัดกร่อน

ปัจจุบัน ก๊าซต่อไปนี้ใช้ในการผลิตฉนวนก๊าซ: ก๊าซ SF6, ไนโตรเจน, ส่วนผสมของก๊าซ SF6 กับไนโตรเจนและฟลูออโรคาร์บอนบางชนิด ก๊าซเหล่านี้หลายชนิดมีความเป็นฉนวนสูงกว่าอากาศ ข้อเสียของฉนวนหลายชนิดคือมีอายุมากกว่า 3,200 ปี และมีศักยภาพในเรือนกระจก 22,000 เท่าของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

แม้จะมีความจริงที่ว่าส่วนแบ่งของก๊าซ SF6 ในการก่อตัวของปรากฏการณ์เรือนกระจกนั้นค่อนข้างเล็ก (ประมาณ 0.2%) แต่ก็รวมอยู่ในรายการก๊าซเรือนกระจกเนื่องจากมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมพลังงาน

ในสวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงใหม่ ก๊าซ SF6 ใช้เป็นสื่อฉนวนและเกิดประกายไฟ (ดู — เบรกเกอร์วงจร SF6 110 kV ขึ้นไป). ความสามารถในการสวิตชิ่งและคุณสมบัติไดอิเล็กทริกของอุปกรณ์สวิตชิ่งขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของก๊าซ SF6 ซึ่งต้องได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง เครื่องมือจะตรวจจับการรั่วไหลผ่านซีลหรือปลอกโดยอัตโนมัติ

แรงดันใช้งานปกติ (แรงดันเติมที่ 20 °C) สำหรับอุปกรณ์สวิตช์เหล่านี้คือ 0.45 ถึง 0.7 MPa ในช่วงอุณหภูมิต่ำสุดที่ -40 °C ถึง -25 °C ก๊าซ SF6 ไม่เป็นพิษ ไม่ก่อมลพิษ หรือความชื้น ไม่ติดไฟและไม่มีผลทำลายโอโซน อย่างไรก็ตาม มันยังคงมีอยู่ในชั้นบรรยากาศ ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับก๊าซฉนวนนี้เขียนไว้ที่นี่: Elegas และคุณสมบัติของมัน

ก๊าซจริงประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุจำนวนจำกัดเสมอ — อิเล็กตรอนและไอออน ตัวพาประจุอิสระเกิดขึ้นจากการสัมผัสกับสารสร้างไอออนตามธรรมชาติ เช่น รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ รังสีคอสมิก รังสีกัมมันตภาพรังสี นอกจากนี้ ตัวพาประจุอิสระยังก่อตัวขึ้นภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าอันเป็นผลมาจากการแตกตัวเป็นไอออน

กระบวนการนี้สามารถเติบโตในรูปแบบของหิมะถล่ม เป็นผลให้ช่องระหว่างอิเล็กโทรดมีค่าการนำไฟฟ้าสูงและเกิดการแตกตัวของไดอิเล็กตริกก๊าซ อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับที่นี่: ประเภทของการปล่อยไฟฟ้าในก๊าซ