Элегаз — электротехнический газ — представляет собой шестифтористую серу SF6 (шестифтор). Элегаз является главным изолятором в элементах ячеек с элегазовой изоляцией.

При рабочих давлениях и обыкновенной температуре элегаз — тусклый газ, без аромата, не горюч, в 5 раз тяжелее воздуха (плотность 6,7 против 1,29 у воздуха), молекулярная масса также в 5 раз больше, чем у воздуха. Элегаз не стареет, т. е. не меняет собственных параметров со временем, при электронном разряде распадается, но быстро рекомбинирует, восстанавливая первоначальную диэлектрическую крепкость.

При температурах до 1000 К элегаз инертен и нагревостоек, до температур порядка 500 К химически не активен и не агрессивен по отношению к металлам, используемым в конструкции элегазовых распределительных устройств.

В электронном поле элегаз обладает способностью захватывать электроны, что обусловливает высшую электронную крепкость элегаза. Захватывая электроны, элегаз образует неподвижные ионы, которые медлительно разгоняются в электронном поле.

Эксплуатационная способность элегаза улучшается в равномерном поле, потому для эксплуатационной надежности конструкция отдельных частей распределительных устройств должна обеспечивать самую большую равномерность и однородность электронного поля.

В неоднородном поле возникают местные перенапряженности электронного поля, которые вызывают коронирующие разряды. Под действием этих разрядов элегаз разлагается, образуя в собственной среде низшие фториды (SF2, SF4), вредоносно действующие на конструкционные материалы комплектных распределительных элегазовых устройств (КРУЭ).

Во избежание разрядов все поверхности отдельных частей железных деталей и экранов ячеек производятся незапятнанными и гладкими и не обязаны иметь шероховатостей и заусенцев. Обязательность выполнения этих требований диктуется тем, что грязь, пыль, железные частички также делают местные напряженности электронного поля, а при всем этом усугубляется электронная крепкость элегазовой изоляции.

Высочайшая электронная крепкость элегаза позволяет уменьшить изоляционные расстояния при маленьком рабочем давлении газа, в итоге этого миниатюризируется масса и габариты электротехнического оборудования. Это, в свою очередь, дает возможность уменьшить габариты ячеек КРУЭ, что очень принципиально, к примеру, для условий севера, где каждый кубический метр помещения стоит очень недешево.

Высочайшая диэлектрическая крепкость элегаза обеспечивает высшую степень изоляции при малых размерах и расстояниях, а отличные способность гашения дуги и охлаждаемость элегаза наращивают отключающую способность коммутационных аппаратов и уменьшают нагрев токоведущих частей.

Применение элегаза позволяет при иных равных условиях прирастить токовую нагрузку на 25% и допустимую температуру медных контактов до 90°С (в воздушной среде 75°С) благодаря хим стойкости, негорючести, пожаробезопасности и большей охлаждающей возможности элегаза.

Недостатком элегаза является переход его в жидкое состояние при сравнимо больших температурах, что определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации. На рисунке приведена зависимость состояния элегаза от температуры.

Диаграмма состояния элегаза зависимо от температуры

Для работы элегазового оборудования при отрицательной температуре минус 40 гр. С нужно, чтоб давление элегаза в аппаратах не превышало 0,4 МПа при плотности менее 0,03 г/см3.

При повышении давления элегаз будет сжижаться при более высочайшей температуре, потому для увеличения надежности работы электрического оборудования при температурах приблизительно минус 40°С его следует подогревать (к примеру, бак элегазового выключателя во избежание перехода элегаза в жидкое состояние нагревают до плюс 12°С).

Дугогасительная способность элегаза при иных равных условиях в пару раз больше, чем воздуха. Это разъясняется составом плазмы и температурной зависимостью теплоемкости, тепло- и электропроводности.

В состоянии плазмы молекулы элегаза распадаются. При температурах порядка 2000 К теплоемкость элегаза резко возрастает вследствие диссоциации молекул. Потому теплопроводимость плазмы в области температур 2000 — 3000 К существенно выше (на два порядка), чем воздуха. При температурах порядка 4000 К диссоциация молекул уменьшается.

В то же время образующаяся в дуге элегаза атомарная сера с низким потенциалом ионизации содействует таковой концентрации электронов, которая оказывается достаточной для поддержания дуги даже при температурах порядка 3000 К. При предстоящем росте температуры теплопроводимость плазмы падает, достигая теплопроводимости воздуха, а потом опять возрастает. Такие процессы уменьшают напряжение и сопротивление пылающей дуги в элегазе на 20 — 30% по сопоставлению с дугой в воздухе прямо до температур порядка 12 000 — 8000 К. При предстоящем понижении температуры плазмы (до 7000 К и ниже) концентрация электронов в ней миниатюризируется, в итоге электронная проводимость плазмы падает.

При температурах 6000 К очень миниатюризируется степень ионизации атомарной серы, усиливается механизм захвата электронов свободным фтором, низшими фторидами и молекулами элегаза.

При температурах порядка 4000 К диссоциация молекул завершается и начинается рекомбинация молекул, плотность электронов еще более миниатюризируется, потому что атомарная сера химически соединяется с фтором. В этой области температур теплопроводимость плазмы еще значимая, идет остывание дуги, этому содействует также удаление свободных электронов из плазмы за счет захвата их молекулами элегаза и атомарным фтором. Электронная крепкость промежутка равномерно возрастает и в конечном счете восстанавливается.

Особенность гашения дуги в элегазе состоит в том, что при токе, близком к нулевому значению, узкий стержень дуги еще поддерживается и обрывается в последний момент перехода тока через нуль. К тому же после прохода тока через нуль остаточный столб дуги в элегазе активно охлаждается, в том числе за счет еще большего роста теплоемкости плазмы при температурах порядка 2000 К, и электронная крепкость стремительно возрастает. 

Нарастание электронной прочности элегаза (1) и воздуха (2)

Такая стабильность горения дуги в элегазе до малых значений тока при относительно низких температурах приводит к отсутствию срезов тока и огромных перенапряжений при гашении дуги.

В воздухе электронная крепкость промежутка в момент прохождения тока дуги через нуль больше, но из-за большой неизменной времени дуги у воздуха скорость нарастания электронной прочности после прохождения значения тока через нуль меньше.