Газ как изолирующая среда высоковольтного оборудования

Газ как изолирующая среда высоковольтного оборудования

Газы как изолирующая среда широко применяются на воздушных линиях, в распределительных устройствах (РУ) и другой электрической аппаратуре. В качестве изолирующих газов используется воздух, элегаз (SF6), азот, смесь элегаза с азотом и др.

Достоинства газовой изоляции — это относительно низкая стоимость, относительно высокая электрическая прочность, свойство «самовосстановления», хорошая теплопроводность.

При нормальных атмосферных условиях (давление Р = 100 кПа, температура Т = 293 К, плотность γ = 11 г/м 3 ) и в однородном электрическом поле электрическая прочность воздуха составляет Е = 30 кВ/см.

Такое значение характерно для расстояния между электродами менее 1 м. При расстояниях 1-2 м прочность составляет около 5 кВ/см, а при расстоянии 10 м и выше — 1,5-2,5 кВ/см. Снижение электрической прочности воздуха при больших расстояниях объясняется стримерной теорией развития разряда. На величину электрической прочности воздуха оказывают влияние температура, давление (плотность) и влажность.

Каждый электрик должен знать:  Почему для расчетов в цепях переменного тока используются комплексные числа

Электрическое оборудование обычно проектируется для работы на высоте до 1000 м над уровнем моря при температуре t = γ = 11 г/м3. При увеличении высоты на 100 м и увеличении температуры на 3 °С прочность воздуха снижается на 1 %.

Увеличение абсолютной влажности в два раза снижает прочность на 6-8 %. Эти данные характерны для расстояния между токоведущими частями до 1 м. При увеличении расстояния влияние атмосферных условий снижается.

Главным недостатком воздуха является то, что под действием на него короны образуется озон и окись азота, что в свою очередь приводит к старению твердой изоляции и коррозии.

В настоящее время для изготовления газовой изоляции используются следующие газы: элегаз, азот, смесь элегаза с азотом и некоторые фторуглероды. Многие из этих газов имеют электрическую прочность выше, чем у воздуха. Недостатком многих изоляционных более 3200 лет и имеет парниковый потенциал в 22000 раз больше, чем потенциал углекислого газа.

Каждый электрик должен знать:  Механическая характеристика асинхронного двигателя при различных режимах, напряжениях и частотах

Несмотря на то, что доля элегаза в образовании парникового эффекта сравнительно мала (около 0,2 %), он включен в список парниковых газов из-за широкого использования в электроэнергетике.

В новых высоковольтных коммутационных аппаратах элегаз применяется в качестве изолирующей и дугогасящей среды (смотрите — Элегазовые выключатели 110 кВ и выше). Коммутационная способность и диэлектрические свойства коммутационных аппаратов зависят от плотности элегаза, которая постоянно должна контролироваться. Утечки через уплотнения или корпус должны автоматически определяться приборами.

Нормальное рабочее давление (давление заполнения при 20 °С) для этих коммутационных аппаратов от 0,45 до 0,7 МПа в минимальном температурном диапазоне от -40 °С до -25 °С. Элегаз не токсичен, не подвержен загрязнению или увлажнению, не огнеопасен и не имеет озоноразрушающего эффекта. Однако, он сохраняется в атмосфере. Подобнее об этом изоляционном газе написано здесь: Элегаз и его свойства

Каждый электрик должен знать:  Розетки в ванной комнате

В реальном газе всегда присутствует конечное число заряженных частиц — электронов и ионов. Свободные носители заряда образуются в результате воздействия естественных ионизаторов — ультрафиолетового излучения солнца, космических лучей, радиоактивного излучения. Также свободные носители заряда образуются под действием электрического поля в результате ионизации.

Этот процесс может носить нарастающий характер в виде лавины. В результате канал между электродами приобретает высокую проводимость и наступает пробой газообразного диэлектрика. Подробнее об этом читайте здесь: Виды электрических разрядов в газах

Добавить комментарий