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充氣式試驗(yàn)變壓器為何會(huì)使用SF6氣體填充
充氣式試驗(yàn)變壓器為何會(huì)使用SF6氣體填充
充氣式試驗(yàn)變壓器為何會(huì)使用SF6氣體填充？理論分析和實(shí)踐證明，SF6氣體具有優(yōu)良的絕緣性能.在比較均勻的電場(chǎng)中,其絕緣強(qiáng)度約為空氣的2.5-3倍.在3個(gè)表壓下其絕緣強(qiáng)度可達(dá)到絕緣油的水平。SF6氣體具有優(yōu)良的滅弧性能。其優(yōu)良性能主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
(1)優(yōu)良的熱化學(xué)特性和電特性。其電弧結(jié)構(gòu)近似于溫度為徑向矩形分布的弧芯?；⌒静糠譁囟雀邔?dǎo)電性好，弧芯外圍部分溫度下降非常陡峭.而外焰部分溫度低，散熱好。因此，SF6電弧電壓低，電弧輸人功率小.對(duì)熄弧有利。電弧弧芯導(dǎo)電良好。不容易造成電流折斷.不會(huì)出現(xiàn)過(guò)高的截流過(guò)電壓。電流過(guò)零時(shí).弧芯的熱體積小。殘余弧柱細(xì)，過(guò)零后的介質(zhì)恢復(fù)性能好。
(2) SF6氣體分子具有很強(qiáng)的負(fù)電性。在電弧作用下，一方面，SF6分解出極微量的電性能類似于SF6的低氟化物和F，它們具有較強(qiáng)的負(fù)電性，在電弧中能吸收大量的電子。減少電子的密度，降低電導(dǎo)率，促使滅弧。另一方面，由于SF6離子遷移速度比電子慢得多。SF6+與SF6-易于合成SF6，也有利于電弧的熄滅。
(3) SF6氣體的電弧時(shí)間常數(shù)小。電弧時(shí)間常數(shù)是反應(yīng)滅弧速度的主要指標(biāo)，對(duì)圓柱形電弧而言，該值與電弧半徑的平方成正比，即使在靜止?fàn)顟B(tài)下，SF6的電弧時(shí)間常數(shù)要比空氣等介質(zhì)小兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。正由于SF6極小的時(shí)間常數(shù)，加上迅速的復(fù)合能力(10-5~10-6), SF6發(fā)揮了巨大的絕緣恢復(fù)特性，可以耐受大電流開(kāi)斷后諸如近區(qū)故障那樣嚴(yán)酷的恢復(fù)電壓。
影響其絕緣強(qiáng)度的因素有以下幾點(diǎn):
(1) 電場(chǎng)均勻性的影響。絕緣強(qiáng)度對(duì)電場(chǎng)的均勻性特別敏感。在均勻電場(chǎng)下，絕緣強(qiáng)度隨觸頭間距離的增加而線性增加。距離加大時(shí),則由于電場(chǎng)呈不均勻性而使其絕緣強(qiáng)度增加出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。在不均勻電場(chǎng)下，其絕緣強(qiáng)度甚至?xí)咏諝獾乃健?/p>
(2) 與壓力的關(guān)系.在較均勻電場(chǎng)下.絕緣強(qiáng)度隨SF6氣體壓力的增加而增加.但并不成正比。
(3) 電極表面狀態(tài)的影響。通常電極表面越粗糙，擊穿電壓越低。電極面積越大，則由于偶然因素出現(xiàn)的概率就越大,因而使擊穿電壓降低。
(4) 電壓極性的影響。電壓極性對(duì)SF6氣體擊穿電壓的影響與電場(chǎng)的均勻性有關(guān)。在均勻電場(chǎng)下.由于電場(chǎng)強(qiáng)度處處相等，所以沒(méi)有什么極性效應(yīng)。在稍不均勻電場(chǎng)中,曲率較大的電極為負(fù)時(shí),其附近的場(chǎng)強(qiáng)較大，容易產(chǎn)生陰性電子發(fā)射,使氣隙的擊穿電壓降低。由于SF6斷路器的絕緣結(jié)構(gòu)都是稍不均勻電場(chǎng)形式，所以其絕緣水平往往由負(fù)極性電壓來(lái)決定。
另外，在極不均勻電場(chǎng)中，棒電極電暈放電產(chǎn)生的空間電荷的影響，可使正極性擊穿電壓反而比負(fù)極性的低。