SF6具有優(yōu)良的絕緣性能,這是它最早被用于電力設(shè)備的原因。例如,0.3MPa壓力的SF6氣體的絕緣強度就可能達到變壓器油的水平,而壓縮空氣同樣的絕緣強度要0.6—0.7MPa。因此,早在四十年代SF6就開始用于電纜、高壓靜電發(fā)生器中,后來才用到開關(guān)中,現(xiàn)在又在變壓器和高壓互感器中應用。SF6用在全封閉的組合電器中,取代敞開式分立電器的空氣絕緣,使傳統(tǒng)的變電站設(shè)備構(gòu)造發(fā)生了革命性的變化,這就是SF6絕緣性能所顯示出的優(yōu)越性。
SF6氣體的高絕緣強度是由鹵族化合物的負電性,即對電子的吸附能力造成的。鹵族元素中又以F元素的負電性最強,它的化合物SF6仍有強負電性。在溫度不太高的情況下(108K以下),產(chǎn)生SF6+e→SF6— 的反應,生成負離子;使空間的自由電子減少,而負離子的活潑性差,抑制了空間游離過程的發(fā)展,擊穿不易形成,因此絕緣強度大大提高.
SF6氣體的絕緣強度在不均勻的電場中要降低,這一點在設(shè)計與使用中應該引起注意。隨著電場不均勻程度的增大,擊穿場強下降,作為均勻電場的間隙擊穿電壓巴申定律,即擊穿電壓(UK)與氣壓間隙乘積(pd)成正比,只能在很小范圍內(nèi)符合。
試驗數(shù)據(jù)證明,在1—25mm間隙內(nèi),只有電場強度20KV/mm以下才符合巴申定律因此,不能簡單地靠增大間隙來提高擊穿電壓,而應該注意改善結(jié)構(gòu)的電場均勻性。
SF6氣體絕緣特性還受雜質(zhì)和電極表面狀況影響很大。充入電氣設(shè)備的氣體如混雜了金屬細屑,絕緣擊穿電壓將顯著下降。這種影響在工作氣壓越高時越顯著,金屬細屑的尺寸越大絕緣強度降低越多。所以在實際加工裝配或檢修工作中注意清潔條件是很重要的。
電極表面如粗糙不平,局部電場增強,對絕緣強度下降影響也很大,加工光潔度高的表面要比粗糙表面的絕緣強度高。由于表面缺陷,凸起的出現(xiàn)呈隨機性質(zhì),這種局部電場增強效應也具隨機性,對于面積越大的電極,局部放電的幾率也越大。這就表現(xiàn)為絕緣強度隨電極表面積增大而下降,并漸趨于一個穩(wěn)定值。
金屬屑末和電極表面突起造成的絕緣弱點可以通過老練加以改善。老練就是對氣體間隙進行多次重復放電,通過放電燃燒缺陷(雜質(zhì)、凸起),是間隙的擊穿電壓提高。此外,也可以采用在電極表面覆蓋絕緣薄層的方法來提高絕緣強度。
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