Yüksek gerilim ekipmanı için yalıtım ortamı olarak gaz
Yalıtım ortamı olarak gazlar, havai hatlarda, şalt ünitelerinde (RU'lar) ve diğer elektrikli ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yalıtkan gazlar olarak hava, SF6 gazı, nitrojen, SF6 gazının nitrojenle karışımı vb.
Gaz yalıtımının avantajları — nispeten düşük maliyetli, nispeten yüksek dielektrik dayanımı, "kendi kendini iyileştirme" özelliği, iyi ısı iletkenliği.
Normal atmosferik koşullar altında (basınç P = 100 kPa, sıcaklık T = 293 K, yoğunluk γ = 11 g/m3) ve düzgün bir elektrik alanında, havanın elektrik kuvveti E = 30 kV/cm'dir.
Bu değer, 1 m'den daha az elektrot aralığı için tipiktir. 1-2 m mesafelerde mukavemet yaklaşık 5 kV/cm, 10 m ve üzeri mesafelerde ise 1,5-2,5 kV/cm'dir. Büyük mesafelerde havanın dielektrik dayanımındaki azalma, deşarjın gelişiminin flama teorisi ile açıklanmaktadır. Havanın dielektrik dayanım değeri sıcaklık, basınç (yoğunluk) ve nemden etkilenir.
Elektrikli ekipmanlar genellikle deniz seviyesinden 1000 m yüksekliğe kadar t = <40 °C ve γ = 11 g/m3 sıcaklıkta çalışacak şekilde tasarlanır. Rakımın 100 m artması ve sıcaklığın 3 ° C artmasıyla havanın kuvveti % 1 azalır.
Mutlak nemdeki iki kat artış, mukavemeti %6-8 oranında azaltır. Bu veriler, 1 m'ye kadar canlı parçalar arasındaki mesafe için tipiktir, mesafe arttıkça atmosferik koşulların etkisi azalır.
Havanın ana dezavantajı, korona etkisi altında ozon ve nitrojen oksidin oluşması ve bunun da katı yalıtımın eskimesine ve korozyona yol açmasıdır.
Şu anda, gaz yalıtımı üretimi için aşağıdaki gazlar kullanılmaktadır: SF6 gazı, nitrojen, SF6 gazının nitrojen ve bazı florokarbonlarla karışımı. Bu gazların çoğu havadan daha yüksek dielektrik dayanıma sahiptir. Birçok yalıtımın dezavantajı, 3.200 yıldan daha eski olmaları ve karbondioksitin 22.000 katı kadar bir sera potansiyeline sahip olmalarıdır.
SF6 gazının sera etkisinin oluşumundaki payı nispeten küçük (yaklaşık %0,2) olmasına rağmen, enerji endüstrisinde yaygın olarak kullanılması nedeniyle sera gazları listesinde yer almaktadır.
Yeni yüksek gerilim şalt sisteminde SF6 gazı, yalıtkan ve ark oluşturan bir ortam olarak kullanılır (bkz. 110 kV ve üzeri SF6 devre kesiciler). Anahtarlama cihazlarının anahtarlama kapasitesi ve dielektrik özellikleri, sürekli izlenmesi gereken SF6 gaz yoğunluğuna bağlıdır. Contalardan veya kasadan sızıntılar, aletler tarafından otomatik olarak algılanmalıdır.
Bu anahtarlama cihazları için normal çalışma basıncı (20 °C'de dolum basıncı), minimum -40 °C ila -25 °C sıcaklık aralığında 0,45 ila 0,7 MPa'dır. SF6 gazı toksik değildir, çevreyi kirletmez veya nem içermez, yanıcı değildir ve ozon tabakasını inceltici etkisi yoktur. Ancak atmosferde varlığını sürdürür. Bu yalıtkan gaz hakkında daha fazla bilgi burada yazılmıştır: Elegas ve özellikleri
Gerçek bir gaz her zaman sınırlı sayıda yüklü parçacık içerir - elektronlar ve iyonlar. Serbest yük taşıyıcıları, doğal iyonlaştırıcılara - güneşten gelen ultraviyole radyasyon, kozmik ışınlar, radyoaktif radyasyona maruz kalmanın bir sonucu olarak oluşur.Ayrıca, iyonlaşmanın bir sonucu olarak bir elektrik alanının etkisi altında serbest yük taşıyıcıları oluşur.
Bu süreç çığ şeklinde büyüyebilir. Sonuç olarak, elektrotlar arasındaki kanal yüksek iletkenlik kazanır ve gaz dielektrikte bir bozulma meydana gelir. Bununla ilgili daha fazla bilgiyi buradan okuyun: Gazlardaki elektrik deşarj türleri