當前對氣體絕緣(yuán)材料的研究主要集中在SF
6氣體及其混合氣體上。由於SF
6氣(qì)體價(jià)格較貴,液化溫度相(xiàng)對較高,對電場均勻性十分(fèn)敏感,人們一直在尋找SF
6與其它氣體的(de)混合介質,以期降低成本。通過試驗,發現SF
6氣體與其他氣體(tǐ)的混合介質在電氣絕緣上是(shì)大(dà)有作為的。
1、電負性(xìng)氣體與緩(huǎn)衝氣體的(de)混合物
這類混合物中研究較多的是SF
6-N
2和SF
6-CO
2,其中SF
6-N
2已應(yīng)用於實際裝置中。試驗表明,SF
6氣體與緩衝氣體的混合物在均勻電場擊穿電壓下降不多(duō),但可使(shǐ)SF
6含量大大降低,並且在極不均勻電場中一定氣壓範圍(wéi)內SF
6-CO
2的電氣強度高於SF
6氣(qì)體。
人們對SF
6混(hún)合氣體的研究,主要集中在SF
6與常(cháng)見的(de)廉(lián)價氣(qì)體上,如:空氣、N
2、CO
2等氣體的混合氣體。實踐表明,除了電(diàn)氣性能以外,混合氣體在工程(chéng)上的使用還應考慮氣(qì)體的(de)熱(rè)穩定性和化學性能,如空氣中含有氧氣(qì),對金屬材料具有氧化作用;CO
2在電弧作用下會分解出碳粒,導致設備的絕(jué)緣性能下降。因此,認為SF
6-N
2是比較理想的混(hún)合氣體,但其在工程上的廣泛應用還有待於人們的進一步研究。
2、SF
6替代氣體的研究
自上世紀90年代以來,SF
6氣體的(de)溫(wēn)室效應引(yǐn)起(qǐ)了各國環保專家的重視(shì)。盡管氣體絕緣開關(guān)裝置的年(nián)氣體泄露率(lǜ)小於1%,但由於SF
6化學穩定性高,在大氣中的壽命長(zhǎng)達3200年,因此1997年(nián)的京都會議將SF
6列為全球6種溫室氣體之(zhī)一。為此,國內外在尋找合適的SF
6替代氣體方麵開展了大量的研究(jiū)工作(zuò)。
基於對SF
6氣體物理特性、絕緣和滅弧性能的分析,可替代(dài)SF
6氣體的其他絕緣氣體應滿足以(yǐ)下條件:
(1)尋找SF
6的替代氣體的分子結構設(shè)計應該借(jiè)鑒SF
6,替代物中的(de)組成原子,應當包含電負性較強的原子,同時從整個分子結構來看,應具有很(hěn)好的(de)對稱性;
(2)替代SF
6的氣體應當具有SF
6的絕緣和滅弧性(xìng)能,同時具有無(wú)毒,不易(yì)燃的特性,而且應(yīng)基(jī)本沒有溫室效應;
(3)新的氣體或混合氣體必須有良好(hǎo)的安全性(xìng)而且對環境的影響小。
基於以上條件,目前主要采用電擊穿強度比(bǐ)空氣高很多、電(diàn)負性強的含鹵族元素氣體來替代SF
6,既有利於解決氟對(duì)大氣臭氧(yǎng)層的破(pò)壞,又保證了氣體優(yōu)異的絕緣性能。