SF6具有优良的绝缘性能,这是它最早被用于电力设备的原因。例如,0.3MPa压力的SF6气体的绝缘强度就可能达到变压器油的水平,而压缩空气同样的绝缘强度要0.6—0.7MPa。因此,早在四十年代SF6就开始用于电缆、高压静电发生器中,后来才用到开关中,现在又在变压器和高压互感器中应用。SF6用在全封闭的组合电器中,取代敞开式分立电器的空气绝缘,使传统的变电站设备构造发生了革命性的变化,这就是SF6绝缘性能所显示出的优越性。
SF6气体的高绝缘强度是由卤族化合物的负电性,即对电子的吸附能力造成的。卤族元素中又以F元素的负电性最强,它的化合物SF6仍有强负电性。在温度不太高的情况下(108K以下),产生SF6+e→SF6— 的反应,生成负离子;使空间的自由电子减少,而负离子的活泼性差,抑制了空间游离过程的发展,击穿不易形成,因此绝缘强度大大提高.
SF6气体的绝缘强度在不均匀的电场中要降低,这一点在设计与使用中应该引起注意。随着电场不均匀程度的增大,击穿场强下降,作为均匀电场的间隙击穿电压巴申定律,即击穿电压(UK)与气压间隙乘积(pd)成正比,只能在很小范围内符合。
试验数据证明,在1—25mm间隙内,只有电场强度20KV/mm以下才符合巴申定律因此,不能简单地靠增大间隙来提高击穿电压,而应该注意改善结构的电场均匀性。
SF6气体绝缘特性还受杂质和电极表面状况影响很大。充入电气设备的气体如混杂了金属细屑,绝缘击穿电压将显著下降。这种影响在工作气压越高时越显著,金属细屑的尺寸越大绝缘强度降低越多。所以在实际加工装配或检修工作中注意清洁条件是很重要的。
电极表面如粗糙不平,局部电场增强,对绝缘强度下降影响也很大,加工光洁度高的表面要比粗糙表面的绝缘强度高。由于表面缺陷,凸起的出现呈随机性质,这种局部电场增强效应也具随机性,对于面积越大的电极,局部放电的几率也越大。这就表现为绝缘强度随电极表面积增大而下降,并渐趋于一个稳定值。
金属屑末和电极表面突起造成的绝缘弱点可以通过老练加以改善。老练就是对气体间隙进行多次重复放电,通过放电燃烧缺陷(杂质、凸起),是间隙的击穿电压提高。此外,也可以采用在电极表面覆盖绝缘薄层的方法来提高绝缘强度。
|