Was ist dielektrisches Gas?
Dielektrisches Gas ist eine Form von Gas, das in industriellen Anwendungen als elektrischer Isolator verwendet wird. Übliche Arten von Gasen umfassen Luft, Stickstoff und Schwefelhexafluorid. Verschiedene Arten von elektrischen Bauteilen wie Transformatoren und Leistungsschalter erfordern das Vorhandensein eines dielektrischen Gases, um eine Beschädigung eines Stromkreises im Falle einer elektrischen Entladung zu verhindern. In Routineanwendungen ist Luft häufig das dielektrische Gas der Wahl, da es kein unter Druck stehendes, abgedichtetes System erfordert und allgegenwärtig ist.
Die Art des verwendeten dielektrischen Gases hängt in hohem Maße vom Spannungsniveau der Vorrichtung und des Kreislaufs sowie von den grundlegenden Eigenschaften des Gases wie seiner inerten chemischen Natur und den thermischen Eigenschaften wie seinem Siedepunkt und seiner Fähigkeit zur Wärmeübertragung ab. Der Grad der Toxizität und Entflammbarkeit des dielektrischen Gases unter bestimmten Bedingungen muss ebenfalls berücksichtigt werden. Ein elektrischer Kurzschluss kann dazu führen, dass eine Komponente wie ein Hochspannungstransformator sich physisch so stark verschlechtert, dass das Gas an die Umgebung abgegeben wird. Aus diesem Grund werden häufig Luft- und Stickstoffgase verwendet, da diese weitgehend inert und nicht reaktiv sind.
Schwefelhexafluorid wird als dielektrisches Gas in Hochspannungsschaltanlagen wie industriellen Leistungsschaltern verwendet, die Generatoren mit Aufwärtsspannungstransformatoren verbinden. Es wird auch in Bereichen von elektrischen Hochspannungssystemen eingesetzt, in denen Gasisolatoren erforderlich sind, z. B. in Übertragungsleitungen, Transformatoren und Umspannwerken. Rund 80% des gesamten hergestellten Schwefelhexafluorids werden aufgrund seiner hervorragenden Isoliereigenschaften und der Fähigkeit, Funkwellen- und Schallwellenübertragung von elektrischen Geräten zu unterdrücken, üblicherweise in elektrischen Kraftwerken und Umspannwerken auf der ganzen Welt verwendet. Es hat auch die höchste Durchschlagspannung für jedes Isoliergas. Dies ist die Spannung, die ein dielektrisches Gas benötigt, um Strom zu leiten und nicht als Isolator zu wirken.
Die Nachteile der Verwendung von Schwefelhexafluorid als dielektrisches Gas sind jedoch erheblich, und aus diesem Grund wird versucht, es mit sichereren Gasen wie Stickstoff, Kohlendioxid oder Perfluorkohlenwasserstoffverbindungen zu kombinieren. Es wird geschätzt, dass Schwefelhexafluorid 22.800 bis 23.900 Mal mehr zur globalen Erwärmung beiträgt, wenn es in die Atmosphäre freigesetzt wird, verglichen mit einer äquivalenten Menge Kohlendioxid. Es bleibt auch als stabiles Treibhausgas viel länger in der Atmosphäre als andere Treibhausgase und hält 800 bis 3.200 Jahre an, bevor es abgebaut wird. Die Verbindung birgt auch schwerwiegende Gesundheitsrisiken für den Menschen, wie z. B. Atemprobleme, und sie verbindet sich häufig mit anderen Verbindungen, wenn sie in die Luft freigesetzt wird, was zu einer Fluoridkontamination des Körpers und einer Vielzahl von Krankheiten führen kann.