高電圧機器の絶縁媒体としてのガス

絶縁媒体としてのガスは、架空線、開閉装置ユニット (RU)、およびその他の電気機器で広く使用されています。絶縁ガスとしては、空気、SF6ガス、窒素、SF6ガスと窒素の混合ガスなどが使用されます。

ガス絶縁の利点 — 比較的低コスト、比較的高い絶縁耐力、「自己修復」特性、優れた熱伝導率です。

通常の大気条件 (圧力 P = 100 kPa、温度 T = 293 K、密度 γ = 11 g / m3) および均一電場下では、空気の電気強度は E = 30 kV / cm です。

この値は、電極間隔が 1 m 未満の場合の一般的な値です。 1～2mの距離では強度は約5kV/cm、10m以上の距離では1.5～2.5kV/cmになります。遠距離での空気の絶縁耐力の低下は、放電の進行に関するストリーマ理論によって説明されます。空気の絶縁耐力値は、温度、圧力（密度）、湿度の影響を受けます。

電気機器は通常、海抜 1000 m までの温度、t = <40 °C、γ = 11 g / m3 で動作するように設計されています。高度が 100 m 上昇し、気温が 3 °C 上昇すると、空気の力は 1% 減少します。

絶対湿度が 2 倍に増加すると、強度は 6 ～ 8% 低下します。これらのデータは、充電部間の距離が 1 m までの場合の典型的なもので、距離が増加するにつれて、大気条件の影響は減少します。

空気の主な欠点は、コロナの影響でオゾンと窒素酸化物が生成され、固体絶縁体の劣化や腐食につながることです。

現在、ガス絶縁体の製造には、SF6 ガス、窒素、SF6 ガスと窒素の混合物、一部のフルオロカーボンなどのガスが使用されています。これらのガスの多くは空気よりも高い絶縁耐力を持っています。多くの断熱材の欠点は、3,200 年以上前のものであり、二酸化炭素の 22,000 倍の温室効果をもたらす可能性があることです。

温室効果の形成における SF6 ガスの割合は比較的小さい (約 0.2%) という事実にもかかわらず、電力業界で広く使用されているため、SF6 ガスは温室効果ガスのリストに含まれています。

新しい高電圧開閉装置では、SF6 ガスが絶縁およびアーク発生媒体として使用されます (—を参照) SF6 サーキットブレーカー 110 kV 以上）。スイッチング デバイスのスイッチング容量と誘電特性は SF6 ガス密度に依存するため、常に監視する必要があります。シールまたはケーシングからの漏れはツールによって自動的に検出されるはずです。

これらのスイッチング デバイスの通常の使用圧力 (20 °C での充填圧力) は、-40 °C ～ -25 °C の最低温度範囲で 0.45 ～ 0.7 MPa です。SF6 ガスは無毒、無公害、無湿です。不燃性でオゾン層破壊の影響もありません。しかし、大気中には存在し続けます。この絶縁ガスについての詳細は、ここに書かれています。 エレガとその特性

実際の気体には、常に限られた数の荷電粒子、つまり電子とイオンが含まれています。自由電荷キャリアは、自然のイオナイザー (太陽からの紫外線、宇宙線、放射線など) への曝露の結果として形成され、また、自由電荷キャリアは電場の作用下でイオン化の結果として形成されます。

このプロセスは雪崩の形で拡大する可能性があります。その結果、電極間のチャネルは高い導電性を獲得し、ガス状誘電体の破壊が発生します。詳細については、こちらをご覧ください。 ガス中の放電の種類