Газообразные диэлектрики

1.

Тема занятия
«Газообразные диэлектрики»

2.

План занятия
- Свойства газообразных
изоляционных материалов
- Применение газообразных
изоляционных материалов
-

3.

Газообразные диэлектрики
Диэлектрическими называются электротехнические материалы
с большим сопротивлением прохождению тока.
По агрегатному состоянию диэлектрики делятся на твердые,
жидкие и газообразные.
У
всех
газообразных
электроизоляционных
материалов диэлектрическая проницаемость близка к 1, мало и
напряжение пробоя.

4.

Основные характеристики газообразных
диэлектриков
Газообразные диэлектрики при использовании в качестве
электроизоляционных материалов имеют следующие преимущества перед жидкими и твердыми:
-высокое удельное сопротивление ;
-малую, близкую к 1 диэлектрическую проницаемость ;
-малый тангенс угла диэлектрических потерь tg .
Недостатком газообразной электрической изоляции является
ее низкая электрическая прочность.
В ряде случаев, например в устройствах низкого напряжения
этот недостаток нe имеет практического значения, а иногда его
устраняют применением газов под давлением. В электрических
устройствах газы используются в комбинациях с обладающими
достаточной механической прочностью твердыми материалами.

5.

Применение газообразных диэлектриков
Наибольшее применение из газов в энергетике имеет воздух.
Он является наиболее распространенным газообразным
диэлектриком.
Объекты, в которых применяется воздух в качестве
электрической изоляции - линии электропередач, открытые
распределительные устройства, воздушные выключатели и т.п.

6. Применение газообразных диэлектриков

Азот обладает практически одинаковой с воздухом электрической прочностью, поэтому его нередко применяют вместо воздуха
для заполнения газовых конденсаторов и в других случаях,
поскольку он не содержит кислорода, который может оказать окисляющее действие на соприкасающиеся с ним материалы.
Некоторые газы с высокой молекулярной массой и плотностью, содержащей галоген (фтор, хлор и т.д.),
электроотрицательны, для их ионизации требуется большая
энергия, и они имеют большую, по сравнению с воздухом,
электрическую прочность.
Так, гексофторид серы SF6 обладает в 2,5 раза большей
электрической прочностью, чем воздух.

7. Применение газообразных диэлектриков

Из электроотрицательных газов с высокой электрической
прочностью наибольшее применение нашел элегаз SF6.
Свое название он получил от сокращения “электрический газ”.
Уникальные свойства элегаза были открыты в России, его
применение также началось в России.
Характерными свойствами являются очень большой коэффициент теплового расширения и высокая плотность.
Это важно для энергетических установок, в которых проводится
охлаждение каких-либо частей устройства.
Возможность применения элегаза при низких температурах (-50 C).
Элегаз может быть сжат при обычной температуре до 2 Мпа без
сжижения, он не токсичен, химостоек, не разлагается при нагреве до
800 С.
При правильной эксплуатации элегаз не стареет и не требует такого
тщательного ухода за собой, как масло.

8.

Применение газообразных диэлектриков
Комплекс свойств элегаза обеспечил достаточно широко
использование элегазовой изоляции.
В устройствах элегаз обычно используется под давлением в
несколько атмосфер для большей компактности энергоустановок.
Элегаз (SF6) используется в качестве изолирующей и дугогасящей
среды в коммутационном оборудовании, поскольку он обладает хорошими свойствами гашения
дуги. Эти его характеристики
дают возможность создавать РУ,
имеющие относительно компактные размеры по сравнению с
традиционным оборудованием,
использующим воздушную
изоляцию.
Элегазовый выключатель на 115 кВ

9.

Применение газообразных диэлектриков
Водород характеризуется более высокими значениями удельной теплопроводности и теплоемкости, чем воздух, что дает преимущества
при использовании его в качестве охлаждающей среды.
Кроме того, при заполнении объема крупных электрических машин
водородом снижаются потери на трение ротора в газе и замедляются
процессы старения энергетических компонентов изоляции.
При равных условиях Епр водорода на 40% ниже воздуха.
Гелий – материал, обладающий уникальными свойствами. Он имеет
низкую температуру сжижения, чрезвычайно низкую теплоту испарения.
Сжиженный гелий применяют в качестве низкотемпературного
хладоагента в сверхпроводящих устройствах.
Иногда в качестве криогенного хладоагента применяют жидкий
неон, температура кипения которого немного выше, чем у жидкого
водорода, но он инертен и не образует с кислородом взрывоопасных
смесей.

10.

Закрепление пройденного материала
1. Составить таблицу по теме «Свойства и применение
газообразных диэлектриков».