Газ-диэлектрик — это форма газа, используемая в промышленности в качестве электрического изолятора. Распространенные типы используемых газов включают воздух, азот и сера гексафторид. Различные типы электрических компонентов, таких как трансформаторы и автоматические выключатели, требуют присутствия диэлектрического газа для предотвращения повреждения цепи в случае электрического разряда. В повседневных применениях воздух часто является предпочтительным диэлектрическим газом, поскольку он не требует герметичной системы под давлением и широко распространен.
Тип используемого диэлектрического газа во многом зависит от уровня напряжения устройства и схемы, а также от основных свойств газа, таких как его инертная химическая природа, и термических свойств, таких как его температура кипения и способность передавать тепло. Также необходимо учитывать уровень токсичности и воспламеняемости диэлектрического газа при определенных условиях. Короткое замыкание может привести к тому, что такой компонент, как трансформатор высокого напряжения, физически выйдет из строя до такой степени, что что газ выделяется в окружающую среду. По этой причине часто используются воздух и газообразный азот, поскольку они в значительной степени инертны и нереакционноспособны.
Гексафторид серы используется в качестве диэлектрического газа в высоковольтных распределительных устройствах, таких как промышленные автоматические выключатели, которые соединяют генераторы с повышающими трансформаторами напряжения. Он также используется в областях высоковольтных систем электроснабжения, требующих газовых изоляторов, таких как линии передачи, трансформаторы и подстанции. Около 80% всего производимого гексафторида серы обычно используется на электростанциях и подстанциях по всему миру из-за его превосходных изоляционных свойств и способности подавлять передачу радиоволн и звуковых волн от электрического оборудования. Он также имеет самый высокий уровень напряжения пробоя для любого изоляционного газа, что является уровнем напряжения, необходимым для диэлектрический газ, который начинает проводить ток и не действует как изолятор.
Однако недостатки использования гексафторида серы в качестве диэлектрического газа значительны, и по этой причине предпринимаются попытки комбинировать его с более безопасными газами, такими как азот, диоксид углерода или перфторуглеродные соединения. Подсчитано, что гексафторид серы в 22 800–23 900 раз больше способствует глобальному потеплению при попадании в атмосферы по сравнению с эквивалентным количеством углекислого газа. Кроме того, он сохраняется в атмосфере в качестве стабильного парникового газа гораздо дольше, чем другие парниковые газы, в течение 800 лет. до 3200 лет, прежде чем он деградирует. Соединение также представляет серьезную опасность для здоровья при воздействии на человека, например, вызывает проблемы с дыханием, и оно часто сочетается с другими соединениями при попадании в воздух, что может привести к загрязнению организма фтором и различным заболеваниям.
