גז כתווך מבודד לציוד מתח גבוה

גזים כמדיום מבודד נמצאים בשימוש נרחב בקווים עיליים, ביחידות מיתוג (RUs) וציוד חשמלי אחר. אוויר, גז SF6, חנקן, תערובת של גז SF6 עם חנקן וכו' משמשים כגזים מבודדים.

היתרונות של בידוד גז - זה עלות נמוכה יחסית, חוזק דיאלקטרי גבוה יחסית, המאפיין של "ריפוי עצמי", מוליכות תרמית טובה.

בתנאים אטמוספריים רגילים (לחץ P = 100 kPa, טמפרטורה T = 293 K, צפיפות γ = 11 גרם / m3) ובשדה חשמלי אחיד, החוזק החשמלי של האוויר הוא E = 30 kV / cm.

ערך זה אופייני למרווח אלקטרודות של פחות מ-1 מ'. במרחקים של 1-2 מ' החוזק הוא כ-5 קילו וולט לס"מ, ובמרחק של 10 מ' ומעלה הוא 1.5-2.5 קילו וולט לס"מ. הירידה בחוזק הדיאלקטרי של אוויר במרחקים גדולים מוסברת על ידי תיאוריית הסטרימר של התפתחות הפריקה. ערך החוזק הדיאלקטרי של האוויר מושפע מטמפרטורה, לחץ (צפיפות) ולחות.

ציוד חשמלי מתוכנן בדרך כלל לעבוד בגובה של עד 1000 מ' מעל פני הים בטמפרטורה של t = <40 מעלות צלזיוס ו- γ = 11 גרם / מ"ק. עם עלייה בגובה ב-100 מ' ועלייה בטמפרטורה ב-3 מעלות צלזיוס, עוצמת האוויר פוחתת ב-1%.

עלייה כפולה בלחות המוחלטת מפחיתה את החוזק ב-6-8%. נתונים אלה אופייניים למרחק בין חלקים חיים עד 1 מ' ככל שהמרחק גדל, השפעת תנאי האטמוספירה פוחתת.

החיסרון העיקרי של האוויר הוא שאוזון ותחמוצת חנקן נוצרים בהשפעת העטרה, מה שמוביל בתורו להזדקנות של בידוד מוצק וקורוזיה.

כיום, הגזים הבאים משמשים לייצור בידוד גז: גז SF6, חנקן, תערובת של גז SF6 עם חנקן וכמה פחמנים פלואורו. לרבים מהגזים הללו חוזק דיאלקטרי גבוה יותר מאשר אוויר. החיסרון של בידודים רבים הוא שהם בני יותר מ-3,200 שנה ובעלי פוטנציאל חממה פי 22,000 מזה של פחמן דו חמצני.

למרות העובדה שחלקו של גז SF6 בהיווצרות אפקט החממה קטן יחסית (כ-0.2%), הוא נכלל ברשימת גזי החממה בשל השימוש הרחב שלו בתעשיית החשמל.

במיתוג מתח גבוה חדש משמש גז SF6 כמדיום מבודד וקשתי (ראה - מפסקי SF6 110 קילו וולט ומעלה). קיבולת המיתוג והמאפיינים הדיאלקטריים של התקני המיתוג תלויים בצפיפות הגז SF6, שיש לנטר כל הזמן. נזילות דרך האטמים או המעטפת צריכות להיות מזוהות אוטומטית על ידי הכלים.

לחץ העבודה הרגיל (לחץ מילוי ב-20 מעלות צלזיוס) עבור התקני מיתוג אלו הוא 0.45 עד 0.7 מגפ"ס בטווח הטמפרטורות המינימלי של -40 מעלות צלזיוס עד -25 מעלות צלזיוס. גז SF6 אינו רעיל, אינו מזהם או לח, אינו דליק ואין לו השפעה פוגעת באוזון. עם זאת, הוא ממשיך להתקיים באטמוספירה. מידע נוסף על גז בידוד זה כתוב כאן: אלגס ותכונותיו

גז אמיתי מכיל תמיד מספר מוגבל של חלקיקים טעונים - אלקטרונים ויונים. נשאי מטען חופשי נוצרים כתוצאה מחשיפה למייננים טבעיים - קרינה אולטרה סגולה מהשמש, קרניים קוסמיות, קרינה רדיואקטיבית. כמו כן, נשאי מטען חופשי נוצרים בפעולת שדה חשמלי כתוצאה מיינון.

תהליך זה יכול לגדול בצורה של מפולת שלגים. כתוצאה מכך, הערוץ בין האלקטרודות מקבל מוליכות גבוהה ומתרחש פירוק של הדיאלקטרי הגזי. קרא עוד על זה כאן: סוגי פריקות חשמליות בגזים