Gas sebagai media isolasi untuk peralatan tegangan tinggi

Gas sebagai media isolasi banyak digunakan pada saluran udara, di unit switchgear (RU) dan peralatan listrik lainnya. Udara, gas SF6, nitrogen, campuran gas SF6 dengan nitrogen, dll. Digunakan sebagai gas isolasi.

Keuntungan dari insulasi gas — biayanya relatif rendah, kekuatan dielektriknya relatif tinggi, sifat "penyembuhan sendiri", konduktivitas termal yang baik.

Dalam kondisi atmosfer normal (tekanan P = 100 kPa, suhu T = 293 K, kerapatan γ = 11 g / m3) dan dalam medan listrik seragam, kekuatan listrik udara adalah E = 30 kV / cm.

Nilai ini tipikal untuk jarak elektroda kurang dari 1 m. Pada jarak 1-2 m, kekuatannya sekitar 5 kV / cm, dan pada jarak 10 m dan lebih, kekuatannya adalah 1,5-2,5 kV / cm. Penurunan kekuatan dielektrik udara pada jarak yang jauh dijelaskan oleh teori aliran pengembangan pelepasan. Nilai kekuatan dielektrik udara dipengaruhi oleh suhu, tekanan (densitas) dan kelembaban.

Peralatan listrik biasanya dirancang untuk bekerja pada ketinggian hingga 1000 m dpl pada suhu t = <40°C dan γ = 11 g/m3. Dengan bertambahnya ketinggian 100 m dan kenaikan suhu 3 ° C, gaya udara berkurang 1%.

Peningkatan ganda dalam kelembapan absolut mengurangi kekuatan hingga 6-8%. Data ini tipikal untuk jarak antara bagian aktif hingga 1 m Dengan bertambahnya jarak, pengaruh kondisi atmosfer berkurang.

Kerugian utama udara adalah ozon dan nitrogen oksida terbentuk di bawah pengaruh korona, yang pada gilirannya menyebabkan penuaan insulasi padat dan korosi.

Saat ini, gas berikut digunakan untuk produksi insulasi gas: gas SF6, nitrogen, campuran gas SF6 dengan nitrogen, dan beberapa fluorokarbon. Banyak dari gas ini memiliki kekuatan dielektrik yang lebih tinggi daripada udara. Kelemahan dari banyak isolasi adalah usianya lebih dari 3.200 tahun dan memiliki potensi rumah kaca 22.000 kali lipat dari karbon dioksida.

Terlepas dari kenyataan bahwa pangsa gas SF6 dalam pembentukan efek rumah kaca relatif kecil (sekitar 0,2%), ia termasuk dalam daftar gas rumah kaca karena penggunaannya yang luas dalam industri listrik.

Dalam switchgear tegangan tinggi baru, gas SF6 digunakan sebagai media isolasi dan lengkung (lihat — Pemutus sirkuit SF6 110 kV ke atas). Kapasitas switching dan sifat dielektrik dari perangkat switching bergantung pada kerapatan gas SF6, yang harus terus dipantau. Kebocoran melalui segel atau casing harus dideteksi secara otomatis oleh alat.

Tekanan kerja normal (tekanan pengisian pada 20 ° C) untuk perangkat pengalih ini adalah 0,45 hingga 0,7 MPa dalam kisaran suhu minimum -40 ° C hingga -25 ° C. Gas SF6 tidak beracun, tidak berpolusi, atau lembap, tidak mudah terbakar dan tidak memiliki efek penipisan ozon. Namun, itu terus ada di atmosfer. Informasi lebih lanjut tentang gas isolasi ini ditulis di sini: Elegas dan propertinya

Gas nyata selalu mengandung partikel bermuatan dalam jumlah terbatas - elektron dan ion. Pembawa muatan gratis terbentuk sebagai hasil dari paparan ionisasi alami - radiasi ultraviolet dari matahari, sinar kosmik, radiasi radioaktif... Selain itu, pembawa muatan bebas terbentuk di bawah pengaruh medan listrik sebagai hasil ionisasi.

Proses ini bisa tumbuh dalam bentuk longsoran salju. Akibatnya, saluran antara elektroda memperoleh konduktivitas tinggi dan terjadi kerusakan dielektrik gas. Baca selengkapnya di sini: Jenis pelepasan listrik dalam gas