insulating gas

定義：具有一定電氣性能可起絕緣作用的天然和合成氣體的統(tǒng)稱。

學(xué)科：電力_高電壓技術(shù)

相關(guān)名詞：絕緣材料 電位差 六氟化硫 氣體絕緣開關(guān)設(shè)備

2022年中國國際服務(wù)貿(mào)易交易會上展出的世界首臺套1100千伏剛性氣體絕緣電線路模型。圖片來源：視覺中國

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在電力工程與電氣設(shè)備中，電介質(zhì)作為不可或缺的絕緣材料，對確保電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用。其中，氣體電介質(zhì)因其獨特的性質(zhì)和應(yīng)用價值，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

氣體電介質(zhì)是指具有一定電氣性能，可起絕緣作用的天然和合成氣體的統(tǒng)稱。在電力工程中，氣體電介質(zhì)能夠有效隔絕有電位差的電極，防止電流外泄，從而保護設(shè)備和人員的安全。

氣體電介質(zhì)的種類繁多，常見的有空氣、氮氣、二氧化碳、六氟化硫以及氟利昂等。其中，六氟化硫以其卓越的絕緣性能和滅弧性能，成為電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的氣體電介質(zhì)之一。此外，還有一些混合氣體，如六氟化硫與空氣、氮氣、二氧化碳等的混合物，也被廣泛用于各種電氣設(shè)備中。

氣體電介質(zhì)之所以在電力系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，主要得益于其多方面的優(yōu)良性能。

1.優(yōu)異的絕緣性能：氣體電介質(zhì)能夠承受較高的電場強度，具有良好的絕緣效果，能有效防止電流泄漏。

2.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定：多數(shù)氣體電介質(zhì)如六氟化硫化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無腐蝕性，不會對設(shè)備造成損害。

3.熱穩(wěn)定性高：在高溫條件下，氣體電介質(zhì)仍能保持穩(wěn)定的絕緣性能，適合在惡劣環(huán)境中使用。

4.易制取、成本低：相對于其他電介質(zhì)，氣體電介質(zhì)的制取過程相對簡單，成本較低，易于推廣應(yīng)用。

氣體電介質(zhì)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛。

1.高壓電氣設(shè)備：在高壓斷路器、氣體絕緣開關(guān)設(shè)備（GIS）等高壓電氣設(shè)備中，氣體電介質(zhì)作為主要的絕緣介質(zhì)，能夠有效隔離帶電部件，防止短路事故發(fā)生。

2.變壓器保護：六氟化硫等氣體電介質(zhì)被用作大型變壓器的保護氣體，防止變壓器內(nèi)部因放電引起的絕緣損壞。

3.通信電纜：在通信電纜中，氣體電介質(zhì)可用作發(fā)泡氣體，提高電纜的絕緣性能和傳輸效率。

由于六氟化硫的排放會產(chǎn)生溫室效應(yīng)，隨著環(huán)保意識的增強，人們開始尋找六氟化硫的替代氣體，包括：

1.氮氣/六氟化硫混合氣體，氮氣與六氟化硫混合使用，以降低六氟化硫的濃度；

2.新型環(huán)境友好絕緣氣體，如三氟碘甲烷、八氟環(huán)丁烷和七氟丁腈等，這些氣體具有較低的全球變暖潛力和良好的絕緣性能，被認為是目前最有前景的六氟化硫替代品；

3.空氣、二氧化碳或氮氣等普通氣體，這些氣體雖然絕緣性能較差，但不會對環(huán)境造成負面影響，且成本較低。此外，還有一些新型的混合氣體或絕緣介質(zhì)正在研究開發(fā)中，以進一步優(yōu)化其性能和環(huán)保性。

（延伸閱讀作者：桂林電器科學(xué)研究院有限公司高級工程師 祝晚華）

責(zé)任編輯：張鵬輝