Элегаз и его применение. Использование элегаза.

8 октября 2011 в 10:00

Продолжение статьи, первая часть находится здесь, вторая часть здесь..

Уникальные свойства элегаза были открыты в России, впервые его применение также началось в России. В 30-х годах XX века ученый Ленинградского физико-технический института Б. М. Гохберг исследовал электрические свойства ряда газов и обратил внимание на некоторые свойства шестифтористой серы SF6, а именно:

• электрическая прочность при атмосферном давлении и зазоре 1 см составляет 89 кВ/см (воздух при н.у. имеет электрическую прочность 30 кВ/см);
• большой коэффициент теплового расширения;
• высокая плотность (при 20 °C и 0,1 МПа равна 6,139 кг/м3, что почти в пять раз выше, чем у воздуха).

На основании полученных в результате опытов данных Б. М. Гохберг первым высказал предположение о возможности применения элегаза в качестве изоляционной среды для электрооборудования высокого напряжения и в 1942 году в России было получено авторское свидетельство на высоковольтный аппарат с элегазом. Однако для развития конструкций аппаратов необходимо было иметь данные по коррозионной стойкости материалов в среде элегаза с учетом наложенного электрического поля, данные о влиянии продуктов разложения элегаза на надежность аппаратов и здоровье персонала подстанций, а также удобный и достоверный метод анализа качества элегаза. До конца 50-х годов прошлого века практически не было никакой информации по физико-химическим, токсическим и коррозионным свойствам элегаза. Первые открытые научные публикации по этим темам появились лишь в начале 60-х годов, и именно в этот период времени отечественная промышленность выпустила первые образцы коммутационных аппаратов с элегазовой изоляций.
Низкое качество отечественного элегаза, выпускаемого в 60-70-х годах требовал развития и совершенствования технологии получения чистого элегаза при наличии достоверного и оперативного метода контроля, решались задачи транспортировки, утилизации и регенерации элегаза, т. е. восстановления свойств до первичного состояния. По этой причине внедрение элегазового коммутационного оборудования на энергетических объектах в России началось лишь в 80 - х годах ХХ века, но оборудование устанавливалось в единичных экземплярах, лишь в середине 90-х годов началось их массовое применение в энергосистемах.

За рубежом так же шло активное изучение свойств этого элегаза: в период с 1906 по 1933 годы были определены и описаны основные физические и химические свойства, при чем в работах особое внимание уделялось диэлектрическим свойствам. В 1937 году специалисты компании General Electric (США) провели первые исследования по применению элегаза в промышленных целях и пришли к выводу, что его можно использовать в качестве изоляционной среды в электроэнергетике. В 1939 году копания «Томсон - Хьюстон электрик» запатентовала принцип применения элегаза для конденсаторов, были и другие разработки, но внедрение элегаза в промышленных объемах началось только после Второй мировой войны - в 50 - х годах шло активное развитие промышленного производства SF6, а в 60 - х годах появились первые коммутационные аппараты высокого и сверхвысокого напряжения.

Отличительной особенностью внедрения элегазового оборудования за рубежом явилось то, что, в отличии от России, где применение элегаза шло на напряжении 110 кВ и выше, западные производители (Schneider Electric, Siemens, АВВ, Alstom), разработали так же элегазовые коммутационные устройства для распределительных сетей 6 -20 кВ. Результатом применения данного оборудования в распределительных сетях стало повышение надежности электроснабжения, безопасности персонала и снижения эксплуатационных расходов.

Выводы: основные преимущества элегазовых выключателей заключаются в простоте конструкции, увеличенном сроке службы (до 50 лет), высокой отключающей способности (отключение токов КЗ до 63 кА), высоком механическом и коммутационном ресурсе, отключении емкостных токов без повторных пробоев, взрыво- и пожаробезопасности, отсутствии значительных перенапряжений при коммутациях.

Это позволило стать элегазу основной изолирующей и дугогасящей средой для оборудования 110 кВ и выше, конкурировать с вакуумом в коммутационном оборудовании 10 - 35 кВ.

В тоже время у элегаза есть и некоторые недостатки, связанные с его химическими свойствами и технологией производства:

• переход в жидкое состояние при сравнительно высоких температурах
• опасность отравления продуктами распада элегаза
• достаточно высокая стоимость.