ガス状誘電体

電気工学で使用される主なガス状誘電体は、空気、窒素、水素、SF6 (六フッ化硫黄) です。

液体と比較すると、 固体誘電体、ガスは誘電率の値が低く、抵抗率が高く、耐電圧が低いです。

空気の特性と関連したガスの特性 (相対単位) を表に示します。

空気の性質と関連した気体の性質

特性

空気

窒素

水素

エレガ

密度

1

0,97

0,07

5,19

熱伝導率

1

1,08

6,69

0,7

比熱

1

1,05

14,4

0,59

電気的強度

1

1

0,6

2,3

空気は、電気機械の充電部分と電力線の間の自然絶縁として使用されます。空気の欠点は、酸素の存在による酸化力と、不均一な圃場では耐電圧が低いことです。したがって、密閉型の機器では空気はほとんど使用されません。

窒素 コンデンサ、高圧ケーブル、電源変圧器の絶縁体として使用されます。

水素は窒素よりも絶縁耐力が低く、主に電気機械の冷却に使用されます。水素の比熱伝導率は空気の比熱伝導率よりもはるかに高いため、空気を水素に置き換えると冷却が大幅に向上します。また、水素を使用すると、ガスや換気に対する摩擦力の損失が軽減されます。したがって、水素冷却により、電気機械の出力と効率の両方を向上させることができます。

密閉された設備で最も一般的なのは派生 SF6 ガスです。ガス充填ケーブル、分圧器、コンデンサ、変圧器、高電圧回路ブレーカーに使用されます。

SF6ガス封入ケーブルのメリットは小さい 電気容量つまり、損失が減少し、冷却が良好で、設計が比較的シンプルです。このようなケーブルは、SF6 ガスが充填された鋼管であり、導電性コアが電気絶縁スペーサーで固定されています。

変圧器にSF6を充填すると防爆になります。

SF6 ガスは高いアーク抑制特性があるため、高圧遮断器 (SF6 遮断器) に使用されます。