Содержание материала

Элегаз, или шестифтористая сера SF6, находит все более широкое применение в АВН, что объясняется хорошими изоляционными, дугогасящими и теплоотводящими свойствами этой среды. При давлении свыше 2,28· 105 Па элегаз может в зависимости от температуры находиться во всех трех агрегатных состояниях (газообразном, жидком и твердом). До настоящего времени в конструкциях АВН находил применение элегаз в газообразном состоянии, однако в патентной литературе имеются описания АВН и на жидком элегазе.


Рис. 17. Зависимость разрядного напряжения в элегазе от расстояния между электродами при гладких (сплошные кривые) и оплавленных (штриховые кривые) электродах диаметром 80 мм и внутренним диаметром фарфорового изолятора 160 мм:
а — при частоте 50 Гц; б — при импульсном напряжении

Электрическая прочность элегаза, как и любого газа, зависит от давления, степени неоднородности электрического поля, состояния поверхности и материала электродов, причем элегаз по сравнению с воздухом более чувствителен к локальным неоднородностям электрического поля. Поэтому при исследовании изоляционных свойств элегаза наибольшее внимание обращается на влияние вышеуказанных факторов.
В связи с отсутствием обобщенных данных для расчета изоляционных промежутков в элегазе можно использовать кривые рис. 1.7 [1.4], показывающие зависимость разрядного напряжения Up элегаза от давления, а также влияние состояния поверхности электродов на Up. Эти кривые получены для достаточно равномерного электрического поля, обусловленного электродами и стенками фарфорового изолятора.
При расчете расстояний разряда по поверхности диэлектрика необходимо учитывать, что диэлектрик может существенно исказить однородность электрического поля между электродами. Поверхность диэлектрика может накапливать поверхностные заряды за счет, например, адсорбции влаги. 

Адсорбированная влага содержит свободные ионы обоих знаков, которые в электрическом поле смещаются, образуя объемные заряды. В результате поле ослабляется в середине промежутка и усиливается вблизи электродов, что- приводит к снижению разрядного напряжения Up.  

Рис. 1.8. Зависимость разрядного напряжения при частоте 50 Гц по поверхности стеклотекстолита с покрытием (1) и без покрытия (2) от давления для цилиндрического образца диаметром 30 мм и расстояния между электродами 40 мм

При плохом контакте электродов с диэлектриком или при очень малом расстоянии между электродами однородность электрического поля нарушается и Up может снизиться почти- вдвое. Разряду предшествует корона, появляющаяся при напряжении, существенно меньшем разрядного.
В [1.4] показано, что наибольшее Up обеспечивается для случая равенства диаметра детали из диэлектрика диаметру электрода. При этом кривые разрядных напряжений, кВ, в элегазе описываются эмпирической формулой  где р — абсолютное давление, Па; h — высота образца диэлектрика между электродами (0,01 <h<0,05 м).
В изоляторах из текстолита, стеклотекстолита или стекловолокне электрическое поле, направленное вдоль волокон или слоев материала, способствует развитию разряда. Покрытие таких диэлектриков слоем фторопласта значительно повышает Up (рис. 1.8). Эти кривые дают возможность оценить Up, а также его градиенты при очень неблагоприятных условиях (без покрытия и в условиях неоднородного электрического поля, создаваемого электродом, выступающим за край диэлектрика). Видно, что градиент Up по поверхности стеклотекстолита в этих условиях составляет в зависимости от давления 1—2 МВ/м, тогда как в наиболее благоприятных условиях его значение возрастает до 4—6 MB/м. 

Необходимо отметить, что импульсное разрядное напряжение выше разрядного напряжения при промышленной частоте, что обусловлено временным характером образования объемных зарядов на поверхности диэлектрика.