Диелектрични газове
Диелектрични материали са основно чисти електрически изолатори. При прилагане на разумно електрическо поле, диелектричните газове могат да бъдат поляризирани. Вакуум, твърди вещества, течности и газове могат да бъдат диелектрични материали. Диелектричен газ се нарича още изолиращ газ. Той е диелектричен материал в газообразно състояние, който може да предотврати електрическата разрядка. Сух въздух, сулфур хексафлуорид (SF6) и др. са примери за газообразни диелектрични материали.
Газообразните диелектрици не са практически свободни от електрически заредени частици. Когато периферно електрическо поле се приложи към газ, се формират свободни електрони. Тези свободни електрони се ускоряват от катод към анод под влияние на електрическото натискане, което прилага сила върху тях.
Когато тези електрони достигнат достатъчна енергия, за да ударилят електроните на атомите или молекулите на газа, след това, електроните не са включени в молекулите, и тогава концентрацията на електроните започва да се увеличава експоненциално. В резултат на това, настъпва пробив. Няколко газа, като SF6, са силно свързани (електроните са силно свързани с молекулата), някои са слабо свързани, например, кислород, и някои изобщо не са свързани, например N2. Примери за диелектрични газове са Амоняк, Въздух, Въглероден диоксид, Сулфур хексафлуорид (SF6), Въглероден оксид, Азот, Водород и др. Влагата в диелектричните газове може да промени свойствата им, за да бъдат добри диелектрици.
Пробив в Газовете
Всъщност, това е падане на съпротивлението на изолиращите газове. Това ще се случи, когато приложено напрежение надхвърли пробивното напрежение (диелектрична стойност). В резултат на това, газът започва да провежда. Тоест, ще има силно повишаване на напрежението в малка област в газа. Тази област с силно повишаване на напрежението е причината за частичната йонизация на близкия газ и започване на провеждане. Това се прави намерено при ниско налягане (в електростатичен осаждател или в флуоресцентни лампи).
Законът на Пашен приближава напрежението, което причинява електрически пробив (V = f(pd)). Това всъщност е уравнение, което обяснява пробивното напрежение като функция от произведението на налягането и дължината на разстоянието. В този случай се получава крива, наречена крива на Пашен. Кривата на Пашен за въздух и аргон е представена на фигура 1.
Тук, когато налягането намалява, пробивното напрежение също намалява и после постепенно се увеличава, надхвърляйки оригиналната стойност. При стандартно налягане, пробивното напрежение намалява с дължината на разстоянието до определена точка.
Когато дължината на разстоянието се намали зад тази точка, пробивното напрежение започва да се увеличава и надхвърля оригиналената си стойност. При високо налягане и увеличена дължина на разстоянието, пробивното напрежение е приблизително пропорционално на произведението от двете. Това е приблизително пропорционално поради ефектите на електродите (микроскопични неравномерности на електродите могат да причинят пробив). Пробивното напрежение на диелектричните газове е приблизително пропорционално на плътността.
Механизъм на Пробив
Механизъмът на пробив зависи директно от природата на диелектричните газове и полярността на електродите, в които пробивът започва. Ако пробивът започне при катод, то доставката на начални електрони е от самия електрод. След това електроните се ускоряват, образуват се много електрони и това води до пробив. Ако пробивът започне при анод, то доставката на начални електрони е от самия газ. Например, въздух и SF6 газ. Малко остър връх в газ може също да бъде причина за пробив на газовия разрез. Това се случва в резултат на последователни процеси на пробив. Формирането на корона (т.е. коронен разряд) може да се свърже с това. Това всъщност е кратко изпускане на енергия (разряд) и това води до слабо йонизирани газови канали. Когато полето е твърде високо, един от тези канали ще провежда.
Свойства на Диелектричните Газове
Предпочитаните свойства на отличен газообразен диелектричен материал са следните:
Най-висока диелектрична стойност.
Добра преходна способност на топлината.
Неизгарящ.
Химическа инертност спрямо използваните конструкционни материали.
Инертен.
Екологично непохватен.
Ниска температура на кондензиране.
Висока термична стабилност.
Достъпен на ниска цена.
Приложение на Диелектричните Газове
Използва се в Трансформатори, Радарни волноводи, Автоматични прекъсвачи, Комутационни устройства, Високонапрегови комутации, Хладилене. Обикновено се използват в приложения с високо напрежение.
Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии заслужават споделяне, ако има нарушение на правата на авторската собственост, моля се обратете за изтриване.
