Dujos kaip aukštos įtampos įrangos izoliacinė terpė
Dujos kaip izoliacinė terpė plačiai naudojamos oro linijose, skirstomuosiuose įrenginiuose (RU) ir kituose elektros įrenginiuose. Kaip izoliacinės dujos naudojamos oras, SF6 dujos, azotas, SF6 dujų mišinys su azotu ir kt.
Dujų izoliacijos privalumai – santykinai maža kaina, santykinai didelis dielektrinis stiprumas, „savaiminio gijimo“ savybė, geras šilumos laidumas.
Esant normalioms atmosferos sąlygoms (slėgis P = 100 kPa, temperatūra T = 293 K, tankis γ = 11 g / m3) ir vienodame elektriniame lauke oro elektrinis stipris yra E = 30 kV / cm.
Ši vertė būdinga esant mažesniam nei 1 m atstumui tarp elektrodų. 1-2 m atstumu stiprumas yra apie 5 kV / cm, o 10 m ir daugiau - 1,5-2,5 kV / cm. Oro dielektrinio stiprio sumažėjimas dideliais atstumais paaiškinamas iškrovos raidos srauto teorija. Oro dielektrinio stiprumo vertę įtakoja temperatūra, slėgis (tankis) ir drėgmė.
Elektros įranga paprastai yra skirta darbui iki 1000 m aukštyje virš jūros lygio, kai temperatūra t = <40 ° C ir γ = 11 g / m3. Padidėjus aukščiui 100 m, o temperatūrai pakilus 3 °C, oro jėga sumažėja 1%.
Dvigubai padidinus absoliučią drėgmę, stiprumas sumažėja 6-8%. Šie duomenys būdingi atstumui tarp įtampingųjų dalių iki 1 m. Didėjant atstumui, atmosferos sąlygų įtaka mažėja.
Pagrindinis oro trūkumas yra tas, kad veikiant vainikai susidaro ozonas ir azoto oksidas, o tai savo ruožtu lemia kietos izoliacijos senėjimą ir koroziją.
Šiuo metu dujų izoliacijai gaminti naudojamos šios dujos: SF6 dujos, azotas, SF6 dujų mišinys su azotu ir kai kurie fluoro angliavandeniliai. Daugelis šių dujų turi didesnį dielektrinį stiprumą nei oro. Daugelio izoliacijų trūkumas yra tas, kad jos yra senesnės nei 3200 metų, o šiltnamio efektas yra 22 000 kartų didesnis nei anglies dioksido.
Nepaisant to, kad SF6 dujų dalis formuojant šiltnamio efektą yra santykinai nedidelė (apie 0,2%), jos įtrauktos į šiltnamio efektą sukeliančių dujų sąrašą dėl plataus panaudojimo energetikoje.
Naujuose aukštos įtampos skirstomuosiuose įrenginiuose SF6 dujos naudojamos kaip izoliacinė ir lanko terpė (žr. SF6 grandinės pertraukikliai 110 kV ir daugiau). Perjungimo įtaisų perjungimo pajėgumas ir dielektrinės savybės priklauso nuo SF6 dujų tankio, kurį būtina nuolat stebėti. Įrankiai turėtų automatiškai aptikti nuotėkį per tarpiklius ar korpusą.
Normalus šių perjungimo įtaisų darbinis slėgis (užpildymo slėgis esant 20 °C) yra nuo 0,45 iki 0,7 MPa, esant minimaliam temperatūrų diapazonui nuo -40 °C iki -25 °C. SF6 dujos yra netoksiškos, neteršiančios ir drėgmės, yra nedegus ir neturi ozono sluoksnį ardančio poveikio. Tačiau jis ir toliau egzistuoja atmosferoje. Daugiau informacijos apie šias izoliacines dujas parašyta čia: Elegas ir jo savybės
Tikrose dujose visada yra ribotas skaičius įkrautų dalelių - elektronų ir jonų. Laisvieji krūvnešiai susidaro veikiant natūraliems jonizatoriams – ultravioletiniams saulės spinduliams, kosminiams spinduliams, radioaktyviajai spinduliuotei.Taip pat laisvieji krūvnešiai susidaro veikiant elektriniam laukui dėl jonizacijos.
Šis procesas gali išsivystyti lavinos pavidalu. Dėl to kanalas tarp elektrodų įgyja didelį laidumą ir įvyksta dujinio dielektriko skilimas. Daugiau apie tai skaitykite čia: Elektrinių išlydžių dujose rūšys