الغاز كوسيط عازل لمعدات الجهد العالي

تستخدم الغازات كوسيط عازل على نطاق واسع في الخطوط العلوية ووحدات المفاتيح الكهربائية (RUs) وغيرها من المعدات الكهربائية. يستخدم الهواء وغاز SF6 والنيتروجين ومزيج غاز SF6 مع النيتروجين وما إلى ذلك كغازات عازلة.

مزايا عزل الغاز - تكلفة منخفضة نسبيًا ، قوة عازلة عالية نسبيًا ، خاصية "الشفاء الذاتي" ، التوصيل الحراري الجيد.

في ظل الظروف الجوية العادية (الضغط P = 100 kPa ، ودرجة الحرارة T = 293 K ، والكثافة γ = 11 g / m3) وفي مجال كهربائي موحد ، تكون القوة الكهربائية للهواء E = 30 kV / cm.

هذه القيمة نموذجية لتباعد قطب كهربائي أقل من 1 متر. على مسافات تتراوح من 1-2 م ، تكون القوة حوالي 5 كيلو فولت / سم ، وعلى مسافة 10 أمتار وأكثر ، تكون 1.5-2.5 كيلو فولت / سم. يتم تفسير الانخفاض في القوة العازلة للهواء على مسافات كبيرة من خلال نظرية التدفق لتطور التفريغ. تتأثر قيمة القوة العازلة للهواء بدرجة الحرارة والضغط (الكثافة) والرطوبة.

عادة ما يتم تصميم المعدات الكهربائية للعمل على ارتفاع يصل إلى 1000 متر فوق مستوى سطح البحر عند درجة حرارة t = <40 ° C و γ = 11 g / m3. مع زيادة الارتفاع بمقدار 100 متر وزيادة درجة الحرارة بمقدار 3 درجات مئوية ، تقل قوة الهواء بنسبة 1٪.

تؤدي الزيادة المزدوجة في الرطوبة المطلقة إلى تقليل القوة بنسبة 6-8٪. هذه البيانات نموذجية للمسافة بين الأجزاء الحية حتى متر 1. ومع زيادة المسافة ، يقل تأثير الظروف الجوية.

العيب الرئيسي للهواء هو أن الأوزون وأكسيد النيتروجين يتشكلان تحت تأثير الهالة ، مما يؤدي بدوره إلى شيخوخة العزل الصلب والتآكل.

حاليًا ، تُستخدم الغازات التالية لإنتاج عزل الغاز: غاز SF6 والنيتروجين ومزيج من غاز SF6 مع النيتروجين وبعض مركبات الكربون الفلورية. العديد من هذه الغازات لديها قوة عازلة أعلى من الهواء. الجانب السلبي للعديد من المواد العازلة هو أن عمرها يزيد عن 3200 عام ولديها احتمالية لظاهرة الاحتباس الحراري 22000 مرة من ثاني أكسيد الكربون.

على الرغم من حقيقة أن حصة غاز SF6 في تكوين ظاهرة الاحتباس الحراري صغيرة نسبيًا (حوالي 0.2٪) ، إلا أنها مدرجة في قائمة غازات الاحتباس الحراري نظرًا لاستخدامها الواسع في صناعة الطاقة.

في المفاتيح الكهربائية الجديدة ذات الجهد العالي ، يتم استخدام غاز SF6 كوسيط عازل وتقوس (انظر - قواطع الدائرة SF6 110 كيلو فولت وما فوق). تعتمد قدرة التحويل وخصائص العزل الكهربائي لأجهزة التبديل على كثافة غاز SF6 ، والتي يجب مراقبتها باستمرار. يجب أن يتم الكشف عن التسريبات عبر الأختام أو الغلاف تلقائيًا بواسطة الأدوات.

ضغط العمل العادي (ضغط الملء عند 20 درجة مئوية) لأجهزة التحويل هذه هو 0.45 إلى 0.7 ميجا باسكال في نطاق درجة الحرارة الدنيا من -40 درجة مئوية إلى -25 درجة مئوية.غاز SF6 غير سام أو غير ملوث أو رطب ، غير قابل للاشتعال وليس له تأثير على استنفاد طبقة الأوزون. ومع ذلك ، فإنه لا يزال موجودًا في الغلاف الجوي. مزيد من المعلومات حول هذا الغاز العازل مكتوب هنا: اليجاس وخصائصها

يحتوي الغاز الحقيقي دائمًا على عدد محدود من الجسيمات المشحونة - الإلكترونات والأيونات. تتشكل ناقلات الشحنة المجانية نتيجة التعرض للمؤينات الطبيعية - الأشعة فوق البنفسجية من الشمس والأشعة الكونية والإشعاع المشع ، كما تتشكل ناقلات الشحن المجاني تحت تأثير المجال الكهربائي نتيجة التأين.

يمكن أن تنمو هذه العملية في شكل انهيار جليدي. نتيجة لذلك ، تكتسب القناة بين الأقطاب الكهربائية موصلية عالية ويحدث انهيار للعازل الغازي. قراءة المزيد عنها هنا: أنواع التفريغ الكهربائي في الغازات