Диэлектрический газ

Диэлектрический газ , или изолирующий газ , представляет собой диэлектрический материал в газообразном состоянии. Его основная цель – предотвратить или быстро погасить электрические разряды . Диэлектрические газы используются в качестве электрических изоляторов в устройствах с высоким напряжением , например, в трансформаторах , автоматических выключателях (а именно, элегазовых выключателях ), распределительных устройствах (а именно, высоковольтных распределительных устройствах ), радиолокационных волноводах и т. д.

Для применения при высоком напряжении хороший диэлектрический газ должен иметь высокую диэлектрическую прочность , высокую термическую стабильность и химическую инертность по отношению к используемым конструкционным материалам, негорючесть и низкую токсичность , низкую температуру кипения , хорошие свойства теплопередачи и низкую стоимость. ^[1]

Наиболее распространенным диэлектрическим газом является воздух из-за его повсеместного распространения и низкой стоимости. Другим часто используемым газом является сухой азот .

В особых случаях, например, для переключателей высокого напряжения, необходимы газы с хорошими диэлектрическими свойствами и очень высоким напряжением пробоя . Предпочтение отдается высокоэлектроотрицательным элементам, например галогенам , поскольку они быстро рекомбинируют с ионами , присутствующими в разрядном канале. Галогенные газы очень агрессивны . Поэтому предпочтительны другие соединения, которые диссоциируют только по пути разряда; Наиболее распространены гексафторид серы , фторорганические соединения (особенно перфторуглероды ) и хлорфторуглероды .

Напряжение пробоя газов примерно пропорционально их плотности . Напряжение пробоя также увеличивается с увеличением давления газа. Многие газы имеют ограниченное верхнее давление из-за их сжижения .

Продукты разложения галогенсодержащих соединений обладают высокой коррозионной активностью, поэтому следует предотвращать возникновение коронных разрядов .

Накопление влаги может ухудшить диэлектрические свойства газа. Для раннего обнаружения этого используется анализ влажности .

Диэлектрические газы также могут служить хладагентами .

Вакуум является альтернативой газу в некоторых приложениях.

При необходимости можно использовать смеси газов. Добавление гексафторида серы может значительно улучшить диэлектрические свойства более плохих изоляторов, например гелия или азота. ^[2] Многокомпонентные газовые смеси могут обладать превосходными диэлектрическими свойствами; оптимальные смеси сочетают в себе газы, присоединяющие электроны ( гексафторид серы , октафторциклобутан ) с молекулами, способными термализовать (замедлить) ускоренные электроны (например, тетрафторметан , фтороформ ). Изоляционные свойства газа контролируются сочетанием присоединения электронов, рассеяния электронов и ионизации электронов . ^[3]

Атмосферное давление существенно влияет на изоляционные свойства воздуха. Приложения, работающие под высоким напряжением, например, ксеноновые лампы-вспышки, могут испытывать электрические пробои на больших высотах.

^* Плотность приблизительная; Обычно указывается атмосферное давление, температура может варьироваться, но чаще всего она составляет 0 °C.

Рекомендации

1. MS Найду; НАИДУ М.С. (22 ноября 1999 г.). Техника высокого напряжения. МакГроу-Хилл Профессионал. стр. 35–. ISBN 978-0-07-136108-8. Проверено 17 апреля 2011 г.
2. Пол Г. Слэйд (2008). Вакуумный прерыватель: теория, конструкция и применение. ЦРК Пресс. стр. 433–. ISBN 978-0-8493-9091-3. Проверено 17 апреля 2011 г.
3. Рамаприя Партасарати Использование атомов Ридберга в качестве микромасштабной лаборатории для исследования низкоэнергетических электрон-молекулярных взаимодействий
4. Лукас Г. Кристофору Исследования и результаты альтернатив чистому SF6. Национальный институт стандартов и технологий. Гейтерсбург, доктор медицины. EPA.gov
5. Лукас Г. Кристофору; Джеймс К. Олтофф (1 января 1998 г.). Газообразные диэлектрики VIII. Спрингер. стр. 45–. ISBN 978-0-306-46056-2. Проверено 17 апреля 2011 г.
6. Газообразные диэлектрики с низким потенциалом глобального потепления - Заявка на патент США 20080135817 Описание. Архивировано 13 октября 2012 г. в Wayback Machine . Patentstorm.us (12 декабря 2006 г.). Проверено 21 августа 2011 г.
7. Ханс Р. Грим; Ральф Харви Ловберг (1970). Физика плазмы. Академическая пресса. стр. 201–. ISBN 978-0-12-475909-1. Проверено 9 января 2012 г.
8. Равиндра Арора; Вольфганг Мош (25 февраля 2011 г.). Высокое напряжение и электроизоляция. Джон Уайли и сыновья. стр. 249–. ISBN 978-1-118-00896-6. Проверено 9 января 2012 г.