Dielektriske gasser

Dielektriske materialer er i grunden simple og rene elektriske isolatorer. Ved at anvende et fornuftigt elektrisk felt kan dielektriske gasser polariseres. Vakuum, faste stoffer, væsker og gasser kan være dielektriske materialer. En dielektrisk gas kaldes også en isolerende gas. Det er et dielektrisk materiale i gasfase, som kan forhindre elektrisk udløsning. Tør luft, Sulfurhexafluorid (SF6) osv. er eksempler på gaseøse dielektriske materialer.
Gaseøse dielektrikere er ikke praksisfrit for elektrisk ladet partikler. Når et ydre elektrisk felt anvendes på en gas, dannes frie elektroner. Disse frie elektroner bliver accelereret fra katode til anode af den elektriske tryk, der påvirker dem.

Når disse elektroner opnår tilstrækkelig energi til at slå de elektroner af gassen atomer eller molekyler og derefter, når elektronerne ikke længere er involveret i molekylerne, begynder koncentrationen af elektroner at vokse eksponentielt. Dette fører til nedbrydning. Nogle gasser som SF6 er stærkt bundet (elektronerne er kraftigt bundet til molekylen), nogle er svagt bundet f.eks., ilt, og nogle er overhovedet ikke bundet f.eks. N2. Eksempler på dielektriske gasser er Ammoniak, Luft, Kuldioxid, Sulfurhexafluorid (SF6), Kulmonoxid, Nitrogen, Brint osv. Fugtindholdet i dielektriske gasser kan ændre egenskaberne til at være en god dielektrik.

Nedbrydning i Gasser

Det er faktisk en reduktion i modstand af de isolerende gasser. Dette sker, når det anvendte spænding øges mere end nedbrydnings spændingen (dielektrisk styrke). Som resultat heraf vil gassen begynde at lede. Det vil sige, der vil være en stærk spændingsstigning i et lille område i gassen. Dette område med stærk spændingsstigning er årsagen til delvis ionisering af nærbeliggende gas og starter ledningen. Dette laves bevidst i lavtryks udledninger (i en elektrostatiske precipitator eller i fluorescerende lys).

Paschens lov approksimerer spændingen, der forårsager elektrisk nedbrydning (V = f(pd)). Det er i virkeligheden en ligning, der beskriver nedbrydnings spændingen som en funktion af produktet af tryk og kløftlængde. Heri opnås en kurve, dette kaldes Paschens kurve. Paschens kurve for luft og argon er vist i figur 1.
Hertil reduceres nedbrydnings spændingen, når trykket reduceres, og derefter stiger den gradvist, hvilket overstiger den oprindelige værdi. Ved standardtryk reduceres nedbrydnings spændingen med kløftlængden op til et punkt.

Når kløftlængden reduceres yderligere, begynder nedbrydnings spændingen at stige og overstiger sin oprindelige værdi. Ved højt tryk og forøget kløftlængde er nedbrydnings spændingen mere eller mindre proportional med produktet af de to. Dette er groft proportional pga. elektrodeffekter (mikroskopiske uregelmæssigheder i elektroder kan forårsage nedbrydning). Nedbrydnings spændingen af dielektriske gasser er også groft proportional med densitet.

Nedbrydning Mekanisme

Mekanismen bag nedbrydningen afhænger direkte af naturen af de dielektriske gasser og elektrodepolaren, hvorved nedbrydningen begynder. Hvis nedbrydningen begynder ved katoden, så leveres de initielle elektroner af selve elektroden. Derefter bliver elektronerne accelereret, det dannes mange elektroner, og det resulterer i nedbrydning. Hvis nedbrydningen begynder ved anoden, så leveres de initielle elektroner af selve gassen. For eksempel luft og SF6 gas. Et lille, spids t punkt i en gas kan også være årsag til nedbrydning af gaskløften. Dette sker som resultat af trin-for-trin nedbrydningsprocesser. Corona dannelse (dvs. corona udløsning) kan relateres til dette. Det er faktisk en kort energiudledning (udløsning) og det resulterer i svagt ioniserede gaskanaler. Når feltet er for højt, vil en af disse kanaler lede.

Egenskaber af Dielektriske Gasser

De foretrukne egenskaber for et fremragende gaseøst dielektrisk materiale er følgende:

• Maksimal dielektrisk styrke.

• God varmeoverførsel.

• Ubrennbart.

• Kemisk inaktiv over for det brugte konstruktionsmateriale.

• Inert.

• Miljøvenligt.

• Lav kondensations temperatur.

• Høj termisk stabilitet.

• Tilgængelig til lav pris.

Anvendelse af Dielektriske Gasser

Det anvendes i Transformatorer, Radar bølgere, Brydere, Skiftudstyr, Højspændings skiftning, Kølevæsker. De anvendes typisk i højspændingsapplikationer.

Erklæring: Respekt for det originale, godt artikel fortjener at deles, hvis der er krænkelse bedes kontakt slet.