Plin kao izolacijski medij za visokonaponsku opremu

Plinovi kao izolacijski medij naširoko se koriste na nadzemnim vodovima, u rasklopnim postrojenjima (RU) i drugoj električnoj opremi. Kao izolacijski plinovi koriste se zrak, plin SF6, dušik, mješavina plina SF6 s dušikom itd.

Prednosti plinske izolacije - to je relativno niska cijena, relativno visoka dielektrična čvrstoća, svojstvo "samoizlječenja", dobra toplinska vodljivost.

U normalnim atmosferskim uvjetima (tlak P = 100 kPa, temperatura T = 293 K, gustoća γ = 11 g / m3) iu jednoličnom električnom polju, električna čvrstoća zraka je E = 30 kV / cm.

Ova vrijednost je tipična za razmak elektroda manji od 1 m. Na udaljenosti od 1-2 m čvrstoća je oko 5 kV/cm, a na udaljenosti od 10 m i više 1,5-2,5 kV/cm. Smanjenje dielektrične čvrstoće zraka na velikim udaljenostima objašnjava se streamer teorijom razvoja pražnjenja. Na vrijednost dielektrične čvrstoće zraka utječu temperatura, tlak (gustoća) i vlaga.

Električna oprema je obično dizajnirana za rad na nadmorskoj visini do 1000 m nadmorske visine pri temperaturi t = <40 ° C i γ = 11 g / m3. S porastom nadmorske visine za 100 m i porastom temperature za 3 °C sila zraka opada za 1%.

Dvostruko povećanje apsolutne vlažnosti smanjuje čvrstoću za 6-8%. Ovi podaci su tipični za razmak između dijelova pod naponom do 1 m. S povećanjem razmaka smanjuje se utjecaj atmosferskih uvjeta.

Glavni nedostatak zraka je što se pod utjecajem korone stvaraju ozon i dušikov oksid, što pak dovodi do starenja čvrste izolacije i korozije.

Trenutno se za proizvodnju plinske izolacije koriste sljedeći plinovi: plin SF6, dušik, mješavina plina SF6 s dušikom i nešto fluorougljika. Mnogi od ovih plinova imaju veću dielektričnu čvrstoću od zraka. Loša strana mnogih izolacija je to što su stari preko 3200 godina i imaju potencijal staklenika 22000 puta veći od ugljičnog dioksida.

Unatoč činjenici da je udio SF6 plina u stvaranju efekta staklenika relativno mali (oko 0,2%), on je uvršten na popis stakleničkih plinova zbog široke upotrebe u elektroenergetici.

U novom visokonaponskom razvodnom postrojenju plin SF6 koristi se kao izolacijski medij i medij za stvaranje luka (vidi — SF6 prekidači 110 kV i više). Uklopna sposobnost i dielektrična svojstva sklopnih uređaja ovise o gustoći plina SF6, koju je potrebno stalno pratiti. Alati bi trebali automatski detektirati curenje kroz brtve ili kućište.

Normalni radni tlak (tlak punjenja pri 20 °C) za ove sklopne uređaje je 0,45 do 0,7 MPa u minimalnom temperaturnom rasponu od -40 °C do -25 °C. Plin SF6 je netoksičan, ne zagađuje i ne sadrži vlagu, nije zapaljiv i ne oštećuje ozonski omotač. Međutim, nastavlja postojati u atmosferi. Više informacija o ovom izolacijskom plinu napisano je ovdje: Elegas i njegova svojstva

Pravi plin uvijek sadrži ograničen broj nabijenih čestica — elektrona i iona. Slobodni nositelji naboja nastaju kao posljedica izlaganja prirodnim ionizatorima — ultraljubičastom zračenju sunca, kozmičkim zrakama, radioaktivnom zračenju.Također, slobodni nositelji naboja nastaju pod djelovanjem električnog polja kao rezultat ionizacije.

Ovaj proces može rasti u obliku lavine. Kao rezultat toga, kanal između elektroda dobiva visoku vodljivost i dolazi do proboja plinovitog dielektrika. Više o tome pročitajte ovdje: Vrste električnih pražnjenja u plinovima