ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સાધનો માટે ઇન્સ્યુલેટીંગ માધ્યમ તરીકે ગેસ

ઇન્સ્યુલેટીંગ માધ્યમ તરીકે ગેસનો ઉપયોગ ઓવરહેડ લાઇન પર, સ્વિચગિયર યુનિટ્સ (RUs) અને અન્ય વિદ્યુત ઉપકરણોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. હવા, SF6 ગેસ, નાઇટ્રોજન, નાઇટ્રોજન સાથે SF6 ગેસનું મિશ્રણ વગેરેનો ઉપયોગ ઇન્સ્યુલેટીંગ વાયુઓ તરીકે થાય છે.

ગેસ ઇન્સ્યુલેશનના ફાયદા - તે પ્રમાણમાં ઓછી કિંમત, પ્રમાણમાં ઊંચી ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત, "સ્વ-હીલિંગ" ની મિલકત, સારી થર્મલ વાહકતા છે.

સામાન્ય વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં (દબાણ P = 100 kPa, તાપમાન T = 293 K, ઘનતા γ = 11 g/m3) અને એક સમાન વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં, હવાની ઇલેક્ટ્રિક તાકાત E = 30 kV/cm છે.

આ મૂલ્ય 1 મીટર કરતા ઓછા ઇલેક્ટ્રોડ અંતર માટે લાક્ષણિક છે. 1-2 મીટરના અંતરે, તાકાત લગભગ 5 kV/cm છે, અને 10 m અને તેથી વધુના અંતરે, તે 1.5-2.5 kV/cm છે. મોટા અંતર પર હવાની ડાઇલેક્ટ્રિક શક્તિમાં ઘટાડો એ સ્રાવના વિકાસના સ્ટ્રીમર સિદ્ધાંત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. હવાનું ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત મૂલ્ય તાપમાન, દબાણ (ઘનતા) અને ભેજ દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.

વિદ્યુત ઉપકરણો સામાન્ય રીતે t = <40 ° સે અને γ = 11 g/m3 ના તાપમાને સમુદ્ર સપાટીથી 1000 મીટર સુધીની ઊંચાઈએ કામ કરવા માટે રચાયેલ છે. ઊંચાઈમાં 100 મીટરના વધારા સાથે અને તાપમાનમાં 3 ° સેના વધારા સાથે, હવાનું બળ 1% ઘટે છે.

સંપૂર્ણ ભેજમાં બેવડો વધારો શક્તિ 6-8% ઘટાડે છે. આ ડેટા જીવંત ભાગો વચ્ચેના 1 મીટર સુધીના અંતર માટે લાક્ષણિક છે. જેમ જેમ અંતર વધે છે તેમ તેમ વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓનો પ્રભાવ ઘટતો જાય છે.

હવાનો મુખ્ય ગેરલાભ એ છે કે ઓઝોન અને નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ કોરોનાના પ્રભાવ હેઠળ રચાય છે, જે બદલામાં ઘન ઇન્સ્યુલેશન અને કાટના વૃદ્ધત્વ તરફ દોરી જાય છે.

હાલમાં, ગેસ ઇન્સ્યુલેશનના ઉત્પાદન માટે નીચેના વાયુઓનો ઉપયોગ થાય છે: SF6 ગેસ, નાઇટ્રોજન, નાઇટ્રોજન સાથે SF6 ગેસનું મિશ્રણ અને કેટલાક ફ્લોરોકાર્બન. આમાંના ઘણા વાયુઓમાં હવા કરતાં વધુ ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત હોય છે. ઘણા ઇન્સ્યુલેશનનું નુકસાન એ છે કે તેઓ 3,200 વર્ષથી વધુ જૂના છે અને તેમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કરતાં 22,000 ગણું ગ્રીનહાઉસ સંભવિત છે.

ગ્રીનહાઉસ અસરની રચનામાં SF6 ગેસનો હિસ્સો પ્રમાણમાં નાનો (લગભગ 0.2%) હોવા છતાં, પાવર ઉદ્યોગમાં તેના વ્યાપક ઉપયોગને કારણે તે ગ્રીનહાઉસ વાયુઓની સૂચિમાં સામેલ છે.

નવા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સ્વીચગિયરમાં SF6 ગેસનો ઉપયોગ ઇન્સ્યુલેટીંગ અને આર્સીંગ માધ્યમ તરીકે થાય છે (જુઓ — SF6 સર્કિટ બ્રેકર્સ 110 kV અને તેથી વધુ). સ્વિચિંગ ઉપકરણોની સ્વિચિંગ ક્ષમતા અને ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો SF6 ગેસની ઘનતા પર આધારિત છે, જેનું સતત નિરીક્ષણ કરવું આવશ્યક છે. ટૂલ્સ દ્વારા સીલ અથવા કેસીંગમાંથી લીક આપમેળે શોધી કાઢવું ​​​​જોઈએ.

આ સ્વિચિંગ ઉપકરણો માટે સામાન્ય કાર્યકારી દબાણ (20 °C પર ભરવાનું દબાણ) -40 °C થી -25 °C ની લઘુત્તમ તાપમાન શ્રેણીમાં 0.45 થી 0.7 MPa છે. SF6 ગેસ બિન-ઝેરી, બિન-પ્રદૂષિત અથવા ભેજ છે, બિન-જ્વલનશીલ છે અને તેની કોઈ ઓઝોન ઘટતી અસર નથી. જો કે, તે વાતાવરણમાં અસ્તિત્વમાં રહે છે. આ ઇન્સ્યુલેટીંગ ગેસ વિશે વધુ માહિતી અહીં લખેલી છે: એલેગાસ અને તેના ગુણધર્મો

વાસ્તવિક ગેસમાં હંમેશા મર્યાદિત સંખ્યામાં ચાર્જ થયેલા કણો હોય છે - ઇલેક્ટ્રોન અને આયનો. કુદરતી ionizers - સૂર્યમાંથી અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ, કોસ્મિક કિરણો, કિરણોત્સર્ગી કિરણોત્સર્ગના સંપર્કના પરિણામે મફત ચાર્જ કેરિયર્સની રચના થાય છે. ઉપરાંત, મફત ચાર્જ કેરિયર્સ આયનીકરણના પરિણામે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ રચાય છે.

આ પ્રક્રિયા હિમપ્રપાતના સ્વરૂપમાં વધી શકે છે. પરિણામે, ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેની ચેનલ ઉચ્ચ વાહકતા પ્રાપ્ત કરે છે અને વાયુયુક્ત ડાઇલેક્ટ્રિકનું ભંગાણ થાય છે. તેના વિશે અહીં વધુ વાંચો: વાયુઓમાં ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જના પ્રકાર