Plin kot izolacijski medij za visokonapetostno opremo
Plini kot izolacijski medij se pogosto uporabljajo na nadzemnih vodih, v stikalnih napravah (RU) in drugi električni opremi. Kot izolacijski plini se uporabljajo zrak, plin SF6, dušik, mešanica plina SF6 z dušikom itd.
Prednosti plinske izolacije so relativno nizki stroški, relativno visoka dielektrična trdnost, lastnost "samozdravljenja", dobra toplotna prevodnost.
Pri normalnih atmosferskih pogojih (tlak P = 100 kPa, temperatura T = 293 K, gostota γ = 11 g / m3) in v enakomernem električnem polju je električna jakost zraka E = 30 kV / cm.
Ta vrednost je značilna za razmik elektrod manj kot 1 m. Na razdalji 1-2 m je moč približno 5 kV / cm, na razdalji 10 m in več pa 1,5-2,5 kV / cm. Zmanjšanje dielektrične trdnosti zraka na velikih razdaljah pojasnjuje strimerna teorija razvoja razelektritve. Na vrednost dielektrične trdnosti zraka vplivajo temperatura, tlak (gostota) in vlaga.
Električna oprema je običajno zasnovana za delo na nadmorski višini do 1000 m pri temperaturi t = <40 ° C in γ = 11 g / m3. S povečanjem nadmorske višine za 100 m in zvišanjem temperature za 3 ° C se sila zraka zmanjša za 1%.
Dvojno povečanje absolutne vlažnosti zmanjša trdnost za 6-8%. Ti podatki so značilni za razdaljo med deli pod napetostjo do 1 m, z večanjem razdalje se zmanjšuje vpliv atmosferskih razmer.
Glavna pomanjkljivost zraka je, da pod vplivom korone nastajata ozon in dušikov oksid, kar posledično vodi do staranja trdne izolacije in korozije.
Trenutno se za izdelavo plinske izolacije uporabljajo naslednji plini: plin SF6, dušik, mešanica plina SF6 z dušikom in nekateri fluoroogljikovodiki. Mnogi od teh plinov imajo večjo dielektrično trdnost kot zrak. Slaba stran mnogih izolacij je, da so stare več kot 3200 let in imajo potencial toplogrednih plinov, ki je 22.000-krat večji od ogljikovega dioksida.
Kljub temu, da je delež plina SF6 pri nastanku učinka tople grede razmeroma majhen (približno 0,2%), je zaradi široke uporabe v elektroenergetiki uvrščen na seznam toplogrednih plinov.
V novih visokonapetostnih stikalnih napravah se plin SF6 uporablja kot izolacijski medij in medij za oblok (glejte — SF6 odklopniki 110 kV in več). Preklopna zmogljivost in dielektrične lastnosti stikalnih naprav so odvisne od gostote plina SF6, ki jo je treba stalno nadzorovati. Orodja morajo samodejno zaznati puščanje skozi tesnila ali ohišje.
Običajni delovni tlak (polnilni tlak pri 20 °C) za te stikalne naprave je 0,45 do 0,7 MPa v najnižjem temperaturnem območju od -40 °C do -25 °C Plin SF6 ni strupen, ne onesnažuje okolja in ne vsebuje vlage, je negorljiv in ne tanjša ozonskega plašča. Vendar pa še naprej obstaja v ozračju. Več informacij o tem izolacijskem plinu je napisanih tukaj: Elegas in njegove lastnosti
Pravi plin vedno vsebuje omejeno število nabitih delcev - elektronov in ionov. Prosti nosilci naboja nastanejo kot posledica izpostavljenosti naravnim ionizatorjem - ultravijolično sevanje sonca, kozmični žarki, radioaktivno sevanje.Tudi prosti nosilci naboja nastanejo pod delovanjem električnega polja kot posledica ionizacije.
Ta proces se lahko razvija v obliki plazu. Zaradi tega kanal med elektrodama pridobi visoko prevodnost in pride do razpada plinastega dielektrika. Več o tem preberite tukaj: Vrste električnih razelektritev v plinih