Co to jest gaz dielektryczny?

Gaz dielektryczny jest formą gazu stosowaną w zastosowaniach przemysłowych jako izolator elektryczny. Typowe stosowane gazy obejmują powietrze, azot i sześciofluorek siarki. Różne typy elementów elektrycznych, takie jak transformatory i wyłączniki, wymagają obecności gazu dielektrycznego, aby zapobiec uszkodzeniu obwodu w przypadku wyładowania elektrycznego. W rutynowych zastosowaniach powietrze jest często gazem dielektrycznym z wyboru, ponieważ nie wymaga ciśnieniowego, szczelnego systemu i jest wszechobecne.

Rodzaj zastosowanego gazu dielektrycznego zależy w dużej mierze od poziomu napięcia urządzenia i obwodu, a także od podstawowych właściwości gazu, takich jak jego obojętny charakter chemiczny oraz właściwości termiczne, takie jak temperatura wrzenia i zdolność do przenoszenia ciepła. Należy również wziąć pod uwagę poziom toksyczności i łatwopalności gazu dielektrycznego w określonych warunkach. Zwarcie elektryczne może spowodować fizyczną degradację elementu, takiego jak transformator wysokiego napięcia, do momentu uwolnienia gazu do otaczającego środowiska. Z tego powodu często stosuje się gazy powietrzne i azotowe, ponieważ są one w dużej mierze obojętne i niereaktywne.

Sześciofluorek siarki jest stosowany jako gaz dielektryczny w rozdzielnicach wysokiego napięcia, takich jak przemysłowe wyłączniki, które łączą generatory z transformatorami napięciowymi. Jest również stosowany w obszarach systemów elektroenergetycznych wysokiego napięcia, które wymagają izolatorów gazowych, takich jak linie przesyłowe, transformatory i podstacje. Około 80% wytwarzanego sześciofluorku siarki jest powszechnie stosowane w elektrowniach i stacjach elektroenergetycznych na całym świecie ze względu na jego doskonałe właściwości izolacyjne i zdolność do tłumienia transmisji fal radiowych i dźwiękowych z urządzeń elektrycznych. Ma również najwyższy poziom napięcia przebicia dla każdego gazu izolacyjnego, który jest poziomem napięcia niezbędnym, aby gaz dielektryczny zaczął przewodzić prąd i nie działał jako izolator.

Wady stosowania sześciofluorku siarki jako gazu dielektrycznego są jednak znaczące i z tego powodu podejmowane są próby połączenia go z bezpieczniejszymi gazami, takimi jak azot, dwutlenek węgla lub związki perfluorowęglowodorów. Szacuje się, że sześciofluorek siarki stanowi 22 800 do 23 900 razy więcej czynnika przyczyniającego się do globalnego ocieplenia po uwolnieniu do atmosfery w porównaniu z równoważną ilością dwutlenku węgla. Trwa również w atmosferze jako stabilny gaz cieplarniany znacznie dłużej niż inne gazy cieplarniane, trwając od 800 do 3200 lat, zanim ulegnie degradacji. Związek ten stwarza również poważne zagrożenie dla zdrowia po narażeniu człowieka, na przykład powoduje problemy z oddychaniem, i często łączy się z innymi związkami po uwolnieniu do powietrza, co może prowadzić do zanieczyszczenia organizmu fluorem i różnych dolegliwości.