Устройство элегазового выключателя: что это и для чего он необходим, назначение и сфера применения

Введение

1.1. Краткая история использования SF6

Синтез гексафторида серы впервые был произведен в лабораториях Facufe de Pharmacie в Париже в 1900 г. учеными Муасаном и Лебо. Фтор, полученный электролизом, вступал во взаимодействие с серой, и в результате сильной экзотермической реакции получался достаточно устойчивый газ. Со временем были определены физические и химические свойства газа, опубликованные Придо (1906 г.), Шлумбом и Гемблом (1930 г.), Клеммом и Хенкелем (1932-35 г.г.) и Естом и Клауссоном (1933 г.)

В их работах особенное внимание уделялось химическим и диэлектрическим свойствам газа. Первое исследование для целей промышленного применения было проведено компанией General Electric в 1937 г

Результаты этого исследования показали, что газ можно использовать в качестве изоляционной среды в электроэнергетике. В 1939 Томсон-Хьюстон запатентовал принцип применения элегаза для изоляции кабелей и конденсаторов. После Второй мировой войны различные публикации и способы применения газа стали быстро появляться один за другим:

• 1947 г.: работа по использованию элегаза для изоляции трансформаторов;
• 1948 г.: развитие промышленного производства SF6 в США в корпорацией Allied Chemical и компанией Pennsalt;
• 1960 г.: организация серийного производства SF6 для строительства электростанций в США и Европе, совпадающая с появлением первых элегазовых выключателей и коммутационных аппаратов высокого и сверхвысокого напряжения.

В компании Merlin Gerin исследовательская работа по использованию элегаза для изоляции и отключения цепей была начата примерно в 1955 г. Это совпадает с появлением первых промышленных изделий в США. Впервые промышленное применение газа было осуществлено компанией Merlin Gerin для сверхвысокого напряжения, затем для устройств среднего напряжения:

• 1964 г.: первая подстанция с элегазовой изоляцией заказана EDF и введена в эксплуатацию в районе Парижа в 1966 г.
• 1967 г.: FA-выключатель был введен в эксплуатацию и постепенно заменил оборудование на сжатом воздухе, которое прочно занимало свое положение во Франции и других странах в течение предыдущих 25 лет.
• 1971 г.: изменения в потребностях промышленности заставили компанию Merlin Gerin начать производство элегазового выключателя среднего напряжения Fluarc.

В последнее время газ SF6 был принят для использования в коммутационной аппаратуре среднего напряжения, ячейках SM6, контакторах и автоматических выключателей, охватывая все потребности распределения электроэнергии.

Рис. 1: Процесс производства SF6 путем непосредственного соединения. Цепь очистки необходима для получения газа высокой степени чистоты. Качество элегаза для поставки определяется Руководством Международной электротехнической комиссии МЭК376, в котором определены допустимые концентрации примесей

1.2. Производство SF6

Единственный используемый в настоящее время промышленный процесс производства использует синтез гексафторида серы, при котором фтор, полученный при электролизе, взаимодействует с серой согласно экзотермической реакции, выраженной формулой:

S + 3F2 = SF6 + 262 ккал

В течение этой реакции формируется некоторое количество других фторидов серы, например, SF4, SF2, S2F2, S2F10 , а так же примесей из-за присутствия влажности, воздуха и угольных анодов, используемых для электролиза фтора. Эти побочные продукты удаляются различными способами очистки (см. рис. 1).

1.3. Другие виды применения SF6

Уникальные свойства SF6 привели к его использованию в различных отраслях науки и промышленности, например:

• медицинская сфера: электрическая изоляция в медицинском оборудовании (в рентгеновских установках) или в хирургии;
• электрическая изоляция в научном оборудовании (электронные микроскопы, ускорители частиц, например, генератор Ван дер Графа);
• акустическая изоляция в оконных стеклопакетах;
• газ для отслеживания потока воздуха в вентиляционных системах (например, в шахтах) или в верхних слоях атмосферы;
• газ для обнаружения утечки в герметичных системах;
• создание специальной атмосферы при металлургической обработке алюминия и магния или для военных целей.

Возможно, вам также будет интересно

Системы автоматизации процессов транспортировки и сортировки грузов на складах и распределительных центрах

Комплексная автоматизация склада или распределительного центра требует масштабных единовременных инвестиций, возврат которых в ряде случаев бывает сложно прогнозировать. Компания «СЕНСОТЕК» предлагает в качестве решения этой задачи использовать модульную конструкцию, позволяющую проектировать автоматизацию распределительного центра, исходя из долгосрочных планов развития компании, и внедряемую …

Интервью с Леонидом Гавриловым, генеральным директором ЗАО «Темпесто», официального дистрибьютора Delta Electronics в России.

Австралийский поставщик ИТ-услуг в сотрудничестве с компанией Innodisk создали высокопроизводительную систему памяти и хранения данных на основе искусственного интеллекта и «Интернета вещей» (AIoT), чтобы обеспечить надежное видеонаблюдение и безопасность в пассажирских поездах.

Применение элегаза в энергетике

Благодаря своим выдающимся электрическим характеристикам и свойствам элегаз нашел широкое применение в энергетике, в частности, элегаз выступает в качестве изолятора и теплоносителя в высоковольтной энергетике. Он используется в КРУ, высоковольтных трансформаторах тока и напряжения, высоковольтных выключателях.

И на последок немного необычных свойств элегаза

Что будет, если втянут чистый элегаз в легкие, а потом заговорить? Ответ в видео ниже.

Опубликованно 6 мая, 2021 автором adminmysl. Запись опубликована в рубрике история открытия, научные изобретения, научные открытия, научные факты с метками история науки, энергетика, энергия. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Теория Великого обьединения

Полупроводники P-n типа

Физические свойства

Менделеев открытие аргона расценивал как испытание периодического закона. Ведь если аргон существует, то он должен стоять на месте калия, однако это противоречило бы закону периодической повторяемости свойств элементов.

Испытание было выдержано с успехом. Открытие гелия на Земле позволило предположить наличие отдельной группы. Из-за инертности газов их выделили в нулевую группу. Рамзай был непоколебимым сторонником периодического закона Менделеева и, опираясь на него, предсказал, а потом уже открыл неон, криптон и ксенон.

Радон был обнаружен в 1900 году, как результат распада радиоактивного радия. Сам он также подвергался дальнейшему распаду. Превращаемость элементов, стала доказанным фактом и новые открытия, обусловленные развитием техники.

Инертные газы имеют следующие физические свойства:

• они не обладают ни цветом, ни запахом;
• их с трудом можно обратить в жидкое состояние;
• с возрастанием поляризуемости молекул от гелия к радону, повышается их способность растворяться в воде;
• они могут легко растворяться в органических растворителях, например, спирте или бензине;
• они способны адсорбироваться на поверхности активированного угля при низких температурах, что дает возможность проводить их очистку и разделение;
• у гелия очень высока способность проникать в другие химические элементы, он может просачиваться сквозь стенки различных сосудов (стеклянных, пластмассовых и некоторых металлических).

Дополнительная информация

Если наполнить гексафторидом серы открытый сверху сосуд (так как газ тяжелее воздуха, то он не будет «выливаться» из сосуда) и поместить туда лёгкую лодочку, сделанную, например, из фольги, то лодочка будет держаться на поверхности и не «утонет». Этот опыт был показан в передаче «Разрушители легенд» как фокус с «прозрачной водой».

Также высокая плотность газа приводит к комичному эффекту при его вдыхании — голос становится очень низким и грубым, подобно голосу Дарта Вейдера. Опыт также демонстрировался в «Разрушителях легенд». Аналогичный эффект создаёт и ксенон. А гелий, который в 6 раз легче воздуха, при вдыхании, наоборот, создаёт тонкий и писклявый голос.

Пока только опыт (наблюдение)

Рис. 2

Заправив кювету дистиллированной водой и подключив милливольтметр, начинаешь подозревать, что направление тока на рисунке 1 указано неверно. И так, и не так. На самом деле даже дистиллированная вода, сколь бы чистой она ни была, все равно химически взаимодействует с металлом. Именно это и имеет место сразу после того, как вы залили воду в кювету. Включив источник света, обнаруживаешь достаточно странное обстоятельство: ток в цепи не только изменяется по величине, но и меняет направление (рис. 2). После выключения лампы ток медленно, очень медленно, возвращается в «отрицательную» область, но свое значение не восстанавливает. Придется подождать десяток часов, прежде чем можно будет снова начать измерения.

Открытие и список инертных газов

Инертные газы относятся к 18-й группе химических элементов периодической таблицы Менделеева. Всего существует 6 элементов, которые имеют следующие названия и формулы:

• гелий (He);
• неон (Ne);
• аргон (Ar);
• криптон (Kr);
• ксенон (Xe);
• радиоактивный радон (Rn).

Они довольно широко представлены во вселенной. По современным подсчетам космическая масса вселенной состоит на 76% из водорода, на 23% из гелия и только 1% приходится на другие элементы.

Водород и гелий ученые относят к элементам первичной материи вселенной. В атмосфере Земли благородных газов около одного процента. В основном это аргон. Их открытие — одна из увлекательнейших страниц истории науки.Содержание инертных газов в природе:

В космосе особенно много гелия, образующегося там из водорода в результате термоядерной реакции. После водорода, это самый распространенный элемент. На Земле гелий можно обнаружить в составе природных горючих газов.

• Неон присутствует в атмосфере и в земной коре — 0,00005 г/т.
• Аргон — это самый распространенный на планете инертный газ. (в земной коре его ничтожно мало, а в атмосфере почти один процент).
• Криптон, ксенон и радон обнаруживается в земной атмосфере и в отдельных минералах, содержащих уран.
• Радон относится к радиоактивным элементам, среди всех он один из самых тяжелых, он определяет степень естественной радиоактивности воздуха.

Первым из этих элементов был открыт гелий. В 1868 году его обнаружили в солнечном спектре. В Парижской академии газ назвали гелий или «солнечный». Британский химик Уильям Рамзай открыл гелий и на Земле, но уже после того, как был открыт аргон.

Рамзай высказал предположение: в азоте воздуха содержится неизвестный газ. Два года совместных исследований привели к сенсационным результатам. Был открыт новый газ, он оказался инертным. Он стал называться аргон — «медленный» или «неактивный».

Что такое инертные газы?

Благородные газы, известные в химии благодаря своему уникальному свойству не смешиваться с другими веществами, также часто называют инертными. Как можно судить из названия, “благородство” инертных газов не позволяет им взаимодействовать с более простыми субстанциями и даже друг с другом. Такая избирательность благородных газов вызвана их атомным строением, которое проявляется в замкнутой внешней электронной оболочке, не позволяющей радону, гелию, ксенону, аргону, криптону и неону обмениваться своими электронами с атомами других газов.

Самым распространенным инертным газом в природе считают аргон, который занимает почетное третье место по содержанию в атмосфере Земли после азота и кислорода. У аргона нет вкуса, запаха и цвета, однако именно этот газ считается одним из самых распространенных во Вселенной. Так, наличие этого газа наблюдается даже в некоторых планетарных туманностях и в составе некоторых звезд.

При нагревании в газоразрядной трубке аргон приобретает розовый оттенок

Самым редким благородным газом в природе считают ксенон, который несмотря на свою редкость, содержится в атмосфере Земли наряду с аргоном. Ксенон обладает наркотическими свойствами и часто применяется в медицине в качестве анестезирующего средства. Кроме того, согласно данным Всемирного антидопингового агентства, ингаляции этого редкого газа имеют допинговый эффект, влияющий на физическое состояние применяющих его спортсменов. Заполнение ксеноном легких человека приводит к временному понижению тембра голоса, что является эффектом, обратным применению гелия.

При нагревании ксенон светится фиолетовым цветом

Четверо остальных благородных газов — Радон, Гелий, Неон и Криптон — также обладают своими уникальными свойствами. Все они не имеют какого-либо специфического вкуса, запаха или цвета, однако присутствуют в атмосфере Земли в небольших количествах и важны для нашего дыхания. Так, гелий считается одним из самых распространенных элементов в космосе, а его наличие в атмосфере Солнца, в составе других звезд Млечного Пути и некоторых метеоритов подтверждено научными данными.

Неон, светящийся при нагревании красноватым оттенком, получается из воздуха при его глубоком охлаждении. Из-за сравнительно небольшой концентрации этого инертного газа в атмосфере планеты, неон чаще всего получают в качестве побочного продукта при добыче аргона.

Радон — радиоактивный инертный газ, который может представлять опасность для человеческого здоровья. Газообразный радон способен светиться голубым или синим светом, постепенно облучая человека и даже приводя к онкологическим заболеваниям. Несмотря на это, в медицине часто применяются так называемые радоновые ванны, которые позволяют добиться положительного эффекта при лечении болезней центральной нервной системы.

Радоновое озеро в селе Лопухинка Ленинградской области

И наконец, последний благородный газ, который можно найти в природе — криптон. Это один из самых редких благородных газов во Вселенной. В отличии от остальных инертных газов, этот газ при определенных условиях может испускать резкий запах, схожий с запахом хлороформа. Воздействие криптона на человека и животных крайне мало изучено из-за невероятной редкости этого газа.

Газ в электрическом поле

Точно также как и любой диэлектрик, газ реагирует на электрическое поле. Молекулы газа, находясь в свободном движении, со скоростями большими чем у ионов в растворах и расплавах, можно сказать, что они более независимы, чем когда были в состоянии жидкости. Наличие электрического поля приводит к дипольной ориентации молекул газа (отдельных диполей). Они начинают поворачиваться так, чтобы скомпенсировать действие поля. Происходит это не сразу.

Потенциальная энергия поля будет преобразовываться в кинетическую энергию молекул газа. При достаточной напряжённости электрического поля будет происходить ионизация молекул газа. Электрический диполь в виде молекулы разорвётся на атомы и одному из них будет недоставать электрона. Образуется положительный ион — катион, который устремится к катоду источника поля. Вполне возможно, что на своём пути он захватит свободный электрон, но если таких разорванных диполей станет много, то и процесс разрыва молекул на атомы станет лавинообразным. В итоге проводимость газа значительно улучшится и через газ будет проходить больше электричества, сила тока будет стремительно возрастать. Графически этот процесс хорошо иллюстрируется вольт-амперной характеристикой (ВАХ). В конечном итоге в газе происходит разряд, который бывает разных видов, но об этом сказано ниже.

Извлечение и представление

Гексафторид серы можно синтезировать непосредственно из элементов путем преобразования элементарной серы (S ₈ ) в потоке газообразного фтора (F ₂ ). Реакция сильно экзотермична .

С.8-е+24 Ф.2⟶8-е С.Ф.ШестойΔЧАСР.знак равно-1220 kJмОл{\ displaystyle \ mathrm {S_ {8}} +24 \ \ mathrm {F_ {2}} \ longrightarrow 8 \ \ mathrm {SF_ {6}} \ qquad \ Delta H_ {R} ^ {0} = — 1220 \ \ mathrm {кДж / моль}}

Помимо SF ₆ , на этом пути синтеза также образуются другие фториды серы, такие как декафторид дисеры (S ₂ F ₁₀ ). По этой причине во время технического производства газ нагревается до 400 ° C, что приводит к диспропорционированию декафторида дисеры на гексафторид серы и тетрафторид серы (SF ₄ ).

С.2Ф.10⟶С.Ф.Шестой+С.Ф.4-й{\ displaystyle \ mathrm {S_ {2} F_ {10}} \ longrightarrow \ mathrm {SF_ {6}} + \ mathrm {SF_ {4}}}

Тетрафторид серы разрушается при промывании газовой смеси щелоком , в то время как SF ₆ не подвергается воздействию щелока.

С.Ф.4-й+Шестой ОЧАС-⟶С.О3-й2-+4-й Ф.-+3-й ЧАС2О{\ displaystyle \ mathrm {SF_ {4}} +6 \ \ mathrm {OH ^ {-}} \ longrightarrow \ mathrm {SO_ {3} ^ {2-}} +4 \ \ mathrm {F ^ {-}} +3 \ \ mathrm {H_ {2} O}}

Чистый SF ₆ отделяется последующей перегонкой под давлением .

Формирование электрического тока в жидкостях

Несмотря на то, что процесс проводимости электрического тока осуществляется посредством металлических приборов (проводников), ток в жидкостях лежит в зависимости от движения заряженных ионов, которые приобрели или потеряли по некой определенной причине подобные атомы и молекулы. Показателем такого движения выступает изменение свойств определенного вещества, где проходят ионы. Таким образом, нужно опираться на основное определение электрического тока, чтобы сформировать специфическое понятие формирования тока в различных жидкостях. Определено, что разложение отрицательно заряженных ионов способствует движению в область источника тока с положительными значениями. Положительно заряженные ионы в таких процессах будут двигаться в противоположном направлении – к отрицательному источнику тока.

Готовые работы на аналогичную тему

• Курсовая работа Электрический ток в жидкостях 460 руб.
• Реферат Электрический ток в жидкостях 220 руб.
• Контрольная работа Электрический ток в жидкостях 190 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость Жидкие проводники делятся на три основных типа:

• полупроводники;
• диэлектрики;
• проводники.

Определение 1

Электролитическая диссоциация — процесс разложения молекул определенного раствора на отрицательные и положительные заряженные ионы.

Можно установить, что электроток в жидкостях может возникать после изменения состава и химического свойства используемых жидкостей. Это напрочь противоречит теории распространения электрического тока иными способами при использовании обычного металлического проводника.

Несамостоятельный и самостоятельный ток

Описанный кратко механизм возникновения тока в газах под воздействием внешнего поля представляет собой несамостоятельный разряд. После снятия внешнего воздействия электроток в газообразном веществе исчезает. Чтобы исследовать зависимости силы тока от напряжения, предстоит использовать стеклянную трубку, в которую впаяны электроды.

Если начать воздействовать на это устройство с помощью ионизатора, например, рентгеновского излучения, то в газе каждую секунду будет появляться некоторое количество пар свободных частиц с определенным зарядом. При отсутствии на клеммах электродов напряжения сила тока окажется равной нулю. Создав небольшую разницу потенциалов, можно заставить заряженные частицы упорядочено перемещаться, что приведет к появлению газового разряда.

Но из-за рекомбинации не все образованные в результате процесса ионизации ионы смогут дойти до электродов. Часть этих частиц приобретет нейтральный заряд. При увеличении разности потенциалов число заряженных ионов и электронов будет возрастать. При достижении определенного напряжения все заряженные частицы доберутся до электродов. Это позволяет говорить о том, что электроток достиг насыщения.

В результате вольт-амперная характеристика при появлении несамостоятельного тока становится нелинейной. Говоря проще, закон Ома в газах работает лишь при небольшой разнице потенциалов.

Если после достижения насыщения тока продолжить увеличивать напряжение на электродах, то при большой разнице потенциалов его сила начнет стремительно возрастать. Это связано с тем, что в газообразном веществе образуются дополнительные заряженные частицы сверх тех, что появляются под воздействием ионизатора. В определенный момент необходимость использования внешнего поля для поддержания разряда отпадет.

В ситуации, когда кинетическая энергия электронов превышает показатель энергии Wi, наблюдается ионизация молекул. При этом основную работу в образовании самостоятельного разряда выполняют электроны. В физике принято выделять 4 вида самостоятельного тока:

1. Тлеющий. Создается в газообразных веществах при низком давлении (около 1,33 Па). Тлеющий разряд может быть получен при сравнительно небольшом напряжении. Используется он в газовых лампах, например, в неоновых. Применение различных инертных газов позволяет добиться свечения определенного цвета.
2. Искровой. Появляется при постепенном повышении напряжения. В природе искровой разряд наблюдается в виде молнии.
3. Дуговой. Если после возникновения искрового разряда продолжить снижать сопротивление электроцепи, то сила тока в искре начнет быстро увеличиваться. В результате возникнет дуговой разряд.
4. Коронный. Наблюдается при высоком давлении под воздействием неоднородного электрополя.

Комбинированные газовые котлы

Единственный комбинированный вид котлов, который можно рекомендовать к установке – это двухконтурные газовые котлы, которые позволяют использовать котел как для отопления, так и для горячего водоснабжения.

Каждый домовладелец, который решит купить двухконтурный газовый котел и оборудовать им свой дом, сможет экономить за счет:

• отсутствия необходимости приобретать дополнительно бойлер. Каждая из представленных на рынке моделей способна одновременно нагревать не только теплоноситель в автономной системе обогрева помещений, но и воду, поступающую в токи водоразбора;
• постепенный нагрев воды и отсутствие бака для горячей воды, который есть в любом бойлере, позволяет расходовать именно столько горячей воды, сколько вам необходимо. За счет этого, вы избавляете себя от потерь тепла, которое неизбежно, поскольку с течением времени, накопленная горячая вода остывает из-за чего включается ее дополнительный подогрев;
• малых размеров экономится площадь, необходимая для оборудования топочного помещения. Настенное исполнение двухконтурной газовой нагревательной установки позволит обойтись без приобретения дополнительного оборудования, к примеру, центробежного насоса, поскольку оно и так есть в конструкции агрегата. Это так же сэкономит полезную площадь помещений и уменьшит нагрузку на электросеть;
• отсутствия необходимости обустройства специального дымохода. Турбированные двухконтурные газовые котлы не требуют обустройства сложного дымохода, кирпичного или бетонного основания и пробивания крыши для подачи воздуха и отвода продуктов горения;
• более точного регулирования системами автоматического контроля рабочих параметров. В зависимости от климатической обстановки и степени теплоизоляции вашего дома, такая система будет в авторежиме снижать или повышать степень нагрева, то даст возможность как сэкономить в «теплые» зимние дни, так и задать параметры температуры воздуха в зависимости от присутствия в доме членов вашей семьи.

Помимо вышеперечисленных достоинств таких отопительных установок, современные модели способны работать практически при любом давлении газа в трубопроводе, что повышает их эксплуатационные характеристики.

Что же касается стоимости двухконтурных газовых котлов, если она и есть, то ненамного выше, нежели у других отопительных агрегатов

Если принять во внимание значительный срок службы и вышеприведенные плюсы отопительной установки, то можно сделать вывод о том, что приобретение и установка двухконтурного нагревательного агрегата является наиболее оптимальным способом обеспечения себя и собственной семьи горячей водой и подержания комфортной температуры в частном доме в течение зимних месяцев

Читайте так же:

Кратко о свойствах элегаза

• — электрическая прочность выше чем у воздуха в 2-4 раза (способен захватывать электроны, что и увеличивает его прочность)
• — пробивное напряжением 89 кВ/см
• — не стареет (в результате распада после электрического разряда рекомбинирует)
• — высокая диэлектрическая прочность (как следствие уменьшение размеров оборудования)
• — хорошая способность гашения дуги (как следствие уменьшается нагрев токоведущих частей)
• — при высоких температурах переходит в жидкое состояние (необходимо следить за температурным режимом электрооборудования)
• — при низких температурах (порядка минус сорок градусов цельсия) для сохранения рабочих характеристик элегаз необходимо подогревать

Преимущества безэлегазового оборудования

Применение безэлегазовых распределительных устройств обусловлено не только заботой об окружающей среде: такое оборудование приносит и экономические выгоды (рис. 3). Сегодня в ряде стран мира уже применяются экономические механизмы в области климата

Кроме того, расширяется и спектр контролируемых газов: если раньше под контролем были только выбросы CO2, то сейчас особое внимание уделяется и другим парниковым газам, в т. ч

и элегазу (SF6). По данным Минприроды, экологические сборы существуют уже в 40% государств. Финляндия была первой страной, где налог на выбросы СО2 был введен еще в 1990 г., позже подобные налоги появились в Швеции, Ирландии, Чили, Великобритании, Канаде и т. д. Кроме того, в некоторых странах обязательной является и торговля квотами. В Швейцарии и Японии эта система существует уже несколько лет. В России экологические сборы за сверхнормативные выбросы парниковых газов собираются внедрить после 2018 г. Главной целью введения таких сборов станет стимулирование использования зеленых технологий в промышленности. Определенные шаги в этом направлении уже сделаны: до конца 2016 г. компании с объемом прямых выбросов парниковых газов более 150 тыс. тонн CO2-эквивалента в год должны обеспечить представление ежегодных сведений о выбросах.

Рис. 3. Современная энергетика

Доступная на рынке технология распределительных устройств среднего напряжения по альтернативным газам:

Распределительные устройства модели АББ- AirPlus:

AirPlus разработан совместно  компаниями 3М и ABB, он представляет собой фторокетон (C5-PFK).
Как и в случае с другими экологически чистыми газами, добавление фтора увеличивает диэлектрическую способность за счет повышения температуры кипения. Впоследствии для снижения температуры кипения требуется буферная смесь.

Для конструкций среднего напряжения Novec 5110 смешивается с сухим воздухом.
При высоком напряжении добавляют CO₂ и сухой воздух для улучшения электрических свойств газа.

Компания АББ разработала в качестве прибора среднего напряжения газоизолированный внутренний RMU, который работает при 24 кВ с номинальным напряжением 630 А.  
В этом изделии используется AirPlus в качестве изолирующей среды для компонентов, находящихся под напряжением, и отключения электрического тока в вакууме.

Кроме того, компания АББ также разработала систему SafeRing Air, которая использует сухую воздушную изоляцию до 11 кВ.
Оба продукта имеют те же физические размеры, что и SafeRing, изолирующие RMU SF₆ компании АББ.

На рисунке 3 мы показано распределительное устройство среднего напряжения ABB ZX2 AirPlus:

Рисунок 3: Распределительное устройство среднего напряжения ABB ZX2 AirPlus

Технология чистого воздуха и вакуума SIEMENS: Распределительное устройство среднего напряжения фирмы SIEMENS, не требующие в качестве изолирующего газа SF₆: 8DA. В качестве изолирующего газа в системе используется чистый воздух, состоящий только из натуральных компонентов окружающего воздуха.

Распределительное устройство является новым дополнением к продуктам 8DA и 8DB, и также работает по технологии вакуумного переключения. Вакуумный блок обеспечивает переключение и дугогашение, в то время как природный газ изолирует токоведущие проводники внутри корпуса распределительного устройства с металлическими колпачками и газовой изоляцией (ГИС). Эта система после типовых испытаний используется для изменения параметров больших токов на уровне первичного распределительного устройства.

GE — g3:

Соединение g3, разработанное в сотрудничестве GE и 3M, прошло типовые испытания и доступно на рынке. Как и в AirPlus, для снижения температуры кипения требуется наличие буферной смеси.
Для конструкций оборудования среднего напряжения, Новек 471010 (C4-PFN) смешивается с азотом. При высоких температурах CO₂ смешивается с азотом для улучшения электрических свойств газа.

Технически установлено, что g3 обладает характеристиками, сходными с SF₆, например, он способен обеспечивать ту же диэлектрическую прочность, что и SF₆ в условиях окружающей среды.

Нувентура — синтетический воздух:

Нувентура представила свой продукт, использующий синтетический воздух в качестве изолятора с учетом компактности распределительных устройств, что соответствует типичной ширине решений с SF₆.  

Кроме того, предполагается, что капитальные и эксплуатационные расходы будут ниже по сравнению с распределительными устройствами SF₆, на 7-10%, из-за отсутствия необходимости в процедурах обращения с газом или газовых нормативах; их продукт способен работать при напряжении 12-36 кВ.

Твердая изоляция:

Некоторые производителей предложили традиционную технологию отключение вакуумного прерывания в качестве альтернативной среды отключения для газа SF₆, которая была доступна в течение нескольких лет.

Такие компании, как Eaton, Schneider, ABB и Lucy, имеют в наличии серийное оборудование, способное отключать токи короткого замыкания среднего напряжения.
В то время как в некоторых продуктах в качестве изоляционной среды до сих пор используется SF₆, в других, таких как Eaton и Schneider, разработана технология, не содержащая элегаза, с применением сплошной изоляции.

Такая технология может иметь дополнительные препятствия, например, размещение альтернативных компонентов в распределительном устройстве, что может противоречить текущим процедурам монтажа установки.

КПД газового и электрического котлов

КПД (Коэффициент полезного действия) – это еще один параметр, по которому можно сравнить разные типы котлов.

Для газовых котлов КПД составляет 88-92%, если речь идет о классических моделях. Производительность электрических котлов зависит от принципа их работы, но чаще всего КПД их составляет 100%.

Какой котел удобнее и легче в эксплуатации?

Автоматизированной системой настройки оснащены только самые дорогие модели газовых котлов. Чем выше стоимость газового котла, тем проще система его регулировки. Для безотказной работы газового оборудования требуются четкие настройки и даже небольшие сбои могут привести к отключению системы.

Электрические котлы оснащены полностью автоматической системой регулировки, а безопасность использования контролируется встроенными датчиками, обеспечивается заземлением и установкой устройства защитного отключения.

В населенных пунктах, рядом с которыми расположена центральная газовая магистраль, целесообразнее использование газа для отопления площади. Во всех других случаях рациональной считается установка электрооборудования.

Данная статья является рекомендательной и не является руководством по выбору той или иной системы. Ответ на вопрос: Что дешевле и удобнее в использовании: отопление газом или электричеством? Решается в индивидуальном порядке.

Определение и применение элегаза

Элегаз – это шестифтористая сера, которую относят к электротехническим газам. Благодаря изоляционным свойствам ее активно применяют при производстве электротехнических устройств.

В нейтральном состоянии элегаз представляет собой негорючий газ без цвета и запаха. Если его сравнивать с воздухом, то можно отметить высокую плотность (6,7) и молекулярную массу, превышающую воздушную в 5 раз.

Одно из преимуществ элегаза – устойчивость к внешним проявлениям. Он не меняет характеристик при любых условиях. Если происходит распад во время электроразряда, то вскоре наступает полноценное, необходимое для работы восстановление.

Секрет в том, что молекулы элегаза связывают электроны и образуют отрицательные ионы. Качество «электроотрицания» наделило 6-фтористую серу такой характеристикой, как электрическая прочность.

На практике электропрочность воздуха в 2-3 раза слабее, чем то же свойство элегаза. Кроме прочего, он пожаробезопасен, так как относится к негорючим веществам, и обладает охлаждающей способностью.

Когда возникла необходимость отыскать газ для гашения электродуги, стали изучать свойства SF6 (шестифтористой серы), 4-хлористого углерода и фреона. В испытаниях победила SF6

Перечисленные характеристики сделали элегаз максимально подходящим для применения в электротехнической сфере, в частности, в следующих устройствах:

• силовые трансформаторы, работающие по принципу магнитной индукции;
• распределительные устройства комплектного типа;
• линии высокого напряжения, связывающие удаленные установки;
• высоковольтные выключатели.

Но некоторые свойства элегаза привели к тому, что пришлось усовершенствовать конструкцию выключателя. Основной недостаток касается перехода газообразной фазы в жидкую, а это возможно при определенных соотношениях параметров давления и температуры.

Чтобы оборудование работало без перебоев, необходимо обеспечить комфортные условия. Предположим, для функционирования элегазовых устройств при -40º необходимо давление не более 0,4 МПа и плотность менее 0,03 г/см³. На практике при необходимости газ подогревают, что препятствует переходу в жидкую фазу.

Процесс ионизации

При стандартных условиях газообразные вещества являются диэлектриками. Это объясняется отсутствием в их структуре большого числа свободных частиц с разными зарядами. Стать электропроводным газ может лишь при условии его ионизации. Это явление представляет собой расщепление молекул на положительно и отрицательно заряженные частицы.

Ионизация возможна только под воздействием внешних факторов. Причины, влияющие на этот процесс, называются ионизаторами. Электроны, лишенные атомных связей, могут захватываться частицами с нейтральным зарядом, благодаря чему образуются положительные ионы. В электрическом газе, подвергшемся ионизации, в качестве носителей заряда присутствуют электроны, положительные и отрицательные ионы. Существует 3 типа ионизации:

1. Термо. Наблюдается при столкновении частиц газообразных веществ при высоких температурах. Их кинетическая энергия движения должна превосходить показатель молекулярной связи электронов в атомах.
2. Фото. Этот процесс протекает под воздействием электромагнитного излучения. Требуемая для отделения электронов энергия передается молекулам квантами излучения.
3. Ударная. Заряженные частицы появляются благодаря столкновению нейтральных частиц с быстро движущимися электронами. При этом они должны обладать большим показателем кинетической энергии.

Также необходимо рассмотреть еще одно явление, протекающее в ионизированных газах, — рекомбинацию. Ее суть сводится к восстановлению нейтральных ионов из разнозаряженных частиц. Процесс сопровождается выделением определенного количества энергии, показатель которой соответствует значению, израсходованному на ионизацию.

Похожие записи:

Характеристики светодиода smd 2835 и его основные отличия 3 вида коннекторов для соединения светодиодной ленты без пайки Как подключить розетку к выключателю Токовые характеристики автоматических выключателей Кабели ввгнг ls: технические характеристики, расшифровка маркировки Схема преобразователя напряжения 12