氣體絕緣材料是能使有電位差的電極間保持絕緣的氣體。氣體絕緣遭破壞後有自恢復能力，它有電容率穩定、介質損耗極小、不燃、不爆、化學穩定性好、不老化、價格便宜等優點，是極好的絕緣材料。常用的氣體絕緣材料有空氣、氮氣、氫氣、二氧化硫和六氟 化硫。
基本介紹
- 中文名：氣體絕緣材料
- 外文名：gaseous insulating materials
- 用途：隔絕不同電位導電體的氣體
- 特點：化學穩定性好，不燃、不爆
- 物理性質：比熱容大，導熱性、流動性均好
- 學科：電氣工程
絕緣特性規律,天然氣體絕緣材料,合成氣體絕緣材料,其他絕緣材料,
絕緣特性規律
氣體的絕緣特性服從巴申定律Ud=f（pd），即擊穿電壓Ud是間隙距離d和氣壓p乘積的函式，見圖1。壓力的增大和減小都能提高氣體的擊穿電壓。
圖1 氣體的絕緣特性天然氣體絕緣材料
常用天然氣體有空氣、氮、氫、二氧化碳等。空氣是一種混合氣體，含有氮、氧、氬、二氧化碳和少量稀 有氣體。天然氣體的性能見表3.4—1。
空氣的液化溫度低，性能穩定，擊穿後有自恢復性。在不均勻電場中，空氣和其他氣體首先在電場強度最 大處出現局部放電，當電壓繼續增加時，則過渡到火花放電或電弧放電。氣體在不均勻電場中的介電強度遠低 於其在均勻電場中的介電強度。
壓縮氣體的介電強度有明顯的提高。壓縮氣體可作電器設備的絕緣或滅弧介質。
當真空度達0.0133Pa （10mmHg）時，稱為真空絕緣。套用真空絕緣的設備體積小，動作快，無燃燒和 爆炸的危險性。
由於高真空、高壓力技術的套用，使氣體成功地套用於開關、電容器等設備中。
作為高壓裝置的外絕緣材料，空氣套用最廣。它的介電強度與電場分布和電壓波形有關，圖2為極不均勻電場在標準大氣條件下的情況。如偏離標準條件應按規定修正。
圖2 空氣的擊穿特性合成氣體絕緣材料
作為高壓裝置的內絕緣材料，六氟化硫（SF6）用得最普遍。SF6具有六個氟原子圍繞中心一個硫原子的分子結構，其鍵合距離小，鍵能高，化學穩定性好，離解溫度在1000K以上。它屬電負性氣體，極易吸附自由電子而削弱電離過程，因此介電強度很高，滅弧能力約為空氣的100倍，所以它兼有絕緣和滅弧的雙重性能，在高壓斷路器中套用日廣。20世紀60年代後發展了充高氣壓SF6的金屬全封閉式組合電器。它占用空間小，運行不受環境影響，已被用於超高壓變電所及城市配電網中。充SF6的同軸管道可取代充油電纜用於高落差場合，SF6絕緣變壓器具有防火防爆的優點，適用於高層建築。
SF6本身無毒，在電弧或電暈作用下會生成一些具有毒性的低氟化合物。SF6對含矽材料如玻璃、電瓷有腐蝕性，當它含有水分時，分解物的腐蝕性更強。此外，SF6在不均勻電場中介電強度大為降低，這些均應在實際運行中加以重視。
其他絕緣材料
用作氣體絕緣材料的還有氟里昂、氮、二氧化碳等。不同絕緣氣體的物理特性如下表所示
取數據條件 P=0.1MPa 和θ=0℃ | 擊穿 場強 | 相對 分子 量 | 密度 | 電子 自由 行程 | 電離 能 | 凝聚 點 | |
氣體 種類 | 符 號 | E①②（kV/ cm） | M | d（kg/ m3） | λE（μm） | Wi（ev） | θk（℃） |
氫氣 | H2 | 15 | 2 | 0.09 | 0.65 | 15.8 | -243 |
二氧 化碳 | CO2 | 25 | 45 | 1.91 | 0.24 | 14.4 | -29 |
空氣 | - | 32 | 29） | 1.25 | 0.37 | - | -193 |
氮氣 | N2 | 33 | 28 | 1.21 | 0.35 | 15.7 | -196 |
一氧 化碳 | CO | 42 | 28 | 1.24 | 0.36 | 14.1 | -192 |
氟里 昂 | CF2Cl2 | 80 | 121 | 5.33 | 0.30 | ≤ 18.0 | -28 |
六氟 化硫 | SF6 | 89 | 146 | 6.39 | 0.22 | 15.9 19.3 | -63 |
四氯 化碳 | CCl4 | 180 | 154 | 6.65 | 0.08 | 11.1 | +77 |
①參考值，不同文獻所列大小相差很大。
②系板-板電極間距1cm的擊穿值。
