Schwefelhexafluorid (SF6) als Isoliergas Flashcards
Welche positive elektrische Eigenschaft besitzt Schwefelhexafluorid?
Hohe „innere bezogene elektrische Festigkeit“ aufgrund der starken Elektronenaffinität.
Wie berechnet sich der effektive Ionisationskoeffizient und wann nimmt dieser einen positiven Wert an?
Effektiver Ionisationskoeffizient = Stoßionisationskoeffizient - Anlagerungskoeffizient
Wird positiv bei überschreiten der inneren elektrischen Festigkeit des Gases.
Welche Folge hat die Rauheit einer Elektronenoberfläche?
Sie führt zu lokaler Feldüberhöhung.
Wie Entwickelt sich ein Durchschlag in SF6 (Streamer)?
Anfangselektronen führen zu einer Lawinenbildung. Bei einer kritischen Elektronenanzahl in Lawinenkopf (kritische Verstärkung) wird die Lawine instabil und schlägt in einen Streamer (schwach leitfähiger Kanal) um. Bei unveränderter Spannung ist eine weitere Entwicklung in den Feldraum nur möglich, wenn die Leitfähigkeit des Entladekanals zunimmt und das Elektronenpotenzial in den Feldraum verlagert wird (Leader). Streamer-Leader-Übergang ist eine wesentliche Bedingung für Durchschlag in SF6.
Was ist der Streamer-Leader-Übergang?
Beim Überschreiten eines kritischen Energieeintrags findet Thermoionisation statt. Dadurch wird der Streamerkanal in ein Leadersegment umgewandelt.
An der Spitze eines jeden Lesdersegments bildet sich erneut ein Streamerkopf usw.
Welche Effekte treten beim Energie-Durchschlagmechanismus in SF6 beim Betrieb von GIS auf?
- Streamer-Leader-Übergang: erfordert gewissen Energieeintrag-> elektrische Festigkeit bei ortsfesten Störstellen abhängig von Spannungsform.
- Ausbreitung und Reichweite von Streamern: ist abhängig von der Spannungsform -> mögliche Raumladungsstabilisierung
- Leaderverzweigung: -> Gefahr eines Leiter-Erd-Durchschlags bei der Betätigung von Trennschaltern
Wie kommt es zur Koronastabilisierung?
Wenn die schnell beweglichen Elektronen zur Anode gedriftet sind, kommt es zur Ausbildung einer positive Raumladungszone. -> Raumladung schirmt das elektrische Feld im Bereich unmittelbar vor der Anode ab; die Entladung stabilisiert sich und wächst nicht weiter.
Was für eine Bedeutung hat eine Störstelle für die Durchschlagspannung?
Je länger die Störstelle, umso kleiner ist die Streamereinsetzspannung und in Folge die Durchschlagspannung.
Welchen Einfluss hat die Spannungsform auf die Durchschlagspannung eines schwach inhomogenen Feldes mit Störstelle?
Langsam veränderlich (Gleich- und Wechselspannung): Ab einer gewissen Störstellenlänge wird die Koronastabilisierung wirksam.
Bei Blitzstoßspannung: Es kommt nicht zum Stabilisierungseffekt -> die Durchschlagspannung nimmt mit zunehmender Störstellenlänge ab.
-> Ortsfeste Störstellen können nur mit schnell veränderlicher Spannung detektiert werden.
Was ist eine Leaderverzweigung?
Wenn sich zwei Parallele Leadersegmente beim Streamer-Leader-Übergang ausbilden.
Welche zusätzlichen Anforderungen gelten für Isoliergase in Leistungsschaltern?
- Beständigkeit gegenüber Lichtbögen
- gute Lichtbogenlöscheigenschaften
