气体绝缘的定义

气体绝缘的任务主要是如何选择绝缘距离以及如何提高气体间隙的击穿电压。在高压电气设备中经常遇到气体绝缘间隙，为了减少设备尺寸，一般希望间隙的绝缘距离尽可能缩短。由于在气体压力一定的情况下，气体间隙越短，其击穿电压就越低，即气体绝缘性能越差。为此需要采取措施，以提高气体间隙的击穿电压。气体击穿电压与电场分布、电压种类以及气体状态等多种因素有关。由于气体放电理论现在还不完善，击穿电压实际上还无法准确地进行理论计算。在实际工程中，人们常借助于种种实验规律来进行分析解决，或者直接依赖实验决定。

提高气体间隙击穿电压的措施主要有两个：一方面是改善电场分布，使之尽量均匀；另一方面是利用其他方法来削弱气体中的电离过程，如提高气体压力、采用高真空、使用高电气强度绝缘气体等。而改善电场分布也有两种主要途径：一种是改进电极形状；另一种是利用气体放电本身的空间电荷畸变电场的作用。

气体的特性有很多且各不相同，这取决于具体应用的气体和设备。用于电气设备中的绝缘气体一般具有高电离场强和高击穿场强等特点，气体不易被击穿，击穿后能迅速恢复绝缘性能，化学性质较稳定，无毒、不燃、不爆、不老化、无腐蚀性，不易被放电所分解，分解产物无毒、无腐蚀性，不出现堆积物，并且比热容较大，导热性、流动性较好。由于气体的介电系数稳定，介质损耗极小，所以目前高压电气设备中广泛使用气体介质作为绝缘材料。

大自然为我们免费提供了一种相当理想的气体介质——空气，因而空气也是用得最广泛的气体绝缘材料。架空输电线路各相导线之间、导线与地线之间、导线与杆塔之间的绝缘都利用了空气；高压电气设备的外绝缘也利用了空气。早期高压电气设备中一般采用高气压的氮气（N2）或二氧化碳（CO2）进行绝缘，但是受到低绝缘强度和高压力的限制，已经被六氟化硫（SF6）气体所取代。在高压断路器当中，SF6兼作灭弧和绝缘介质，性能优良，已逐步取代少油断路器和压缩空气断路器。充SF6气体的金属封闭式组合电器（gas insulated substation， GIS）、金属封闭输电线路（gas insulated transmission line，GIL）、气体绝缘管道电缆（gas insulated cables，GIC）和变压器（gas insulated transformer，GIT）的发展使一些高压变电所走向全面气体绝缘化。

除空气、N2、CO2和SF6以外，还有其他用作绝缘的气体。氟利昂-12 （CCl2F2）曾作为绝缘气体用于变压器中，其击穿强度与SF6相当，但因其液化温度较高，且电火花会使CCl2F2析出碳粒，目前已被SF6取代。在氢冷发电机中，氢气除作为冷却介质外也用于绝缘。

由于现今社会对全球温室效应的广泛关注，人们也开始逐渐限制SF6、CCl2F2等温室气体的使用。近几十年来，国际上也在开展新型环保绝缘气体的研究，其中八氟环丁烷（c-C4F8）、三氟碘甲烷（CF3I）等气体已经具备了替代SF6的潜质。