絕緣放電基本原理 絕緣介質(zhì) 液體電介質(zhì)的擊穿

高壓絕緣基本理論第一章第二章第三章第四章第五章電介質(zhì)極化電介質(zhì)電導(dǎo)電介質(zhì)能量損耗及介質(zhì)損失角正切液體電介質(zhì)的擊穿固體電介質(zhì)的擊穿影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素液體電介質(zhì)的擊穿理論液體電介質(zhì)的擊穿提高液體電介質(zhì)擊穿電壓的方法01液體電介質(zhì)的擊穿液體電介質(zhì)的擊穿理論耐電強(qiáng)度：比氣體高,且具有絕緣,散熱冷卻和滅弧作用。擊穿理論研究現(xiàn)狀：不及氣體介質(zhì)，目前尚缺乏完善的擊穿理論。按擊穿機(jī)理分類(lèi)：純凈的和工程用(非純凈)。純凈的液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理（1）電擊穿理論（2）氣泡擊穿理論工程用液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理（1）純凈液體電介質(zhì)的擊穿理論電擊穿理論：液體中因強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射等原因產(chǎn)生的電子，在電場(chǎng)中被加速，與液體分子發(fā)生碰撞電離。擊穿特點(diǎn)：和長(zhǎng)空氣間隙的放電過(guò)程很相似。液體電介質(zhì)的擊穿液體電介質(zhì)的擊穿理論氣泡擊穿理論：當(dāng)外加電場(chǎng)較高時(shí),液體介質(zhì)會(huì)由于各種原因產(chǎn)生氣泡.由于串聯(lián)介質(zhì)中，場(chǎng)強(qiáng)的分布與介質(zhì)的介電常數(shù)成反比，氣泡εr=1，小于液體的εr

，因而氣泡承擔(dān)比液體更高的場(chǎng)強(qiáng)，而氣體耐電強(qiáng)度又低，所以氣泡先行電離;然后氣泡中氣體溫度升高體積膨脹,電離進(jìn)一步發(fā)展使油分解出氣體;一旦電離的氣泡在電場(chǎng)中堆積成氣體通道，則擊穿在此通道內(nèi)發(fā)生。（2）非純凈液體電介質(zhì)的小橋擊穿理論油中雜質(zhì)：水分、固體絕緣材料（如紙、布）脫落纖維、液體本身老化分解。小橋形成：液體中的雜質(zhì)在電場(chǎng)力的作用下，在電場(chǎng)方向定向，并逐漸沿電力線方向排列成雜質(zhì)的“小橋”，由于水和纖維的介電常數(shù)分別為81和6～7，比油的介電常數(shù)1.8～2.8大得多，從而這些雜質(zhì)容易極化并在電場(chǎng)方向定向排列成小橋。液體電介質(zhì)的擊穿液體電介質(zhì)的擊穿理論小橋發(fā)熱：組成小橋的纖維及水分電導(dǎo)大，從而使泄漏電流增加，并進(jìn)而使小橋強(qiáng)烈發(fā)熱小橋貫穿：使油和水局部沸騰汽化，最后沿此氣橋發(fā)生擊穿。小橋擊穿的特點(diǎn)：與熱過(guò)程緊密相連如是長(zhǎng)間隙則難以形成小橋，但因小橋畸變場(chǎng)強(qiáng)而引起間隙擊穿電壓降低。小橋的形成和電極形狀及電壓種類(lèi)有關(guān)：電場(chǎng)極不均勻時(shí)，由于尖電極附近發(fā)生局部放電現(xiàn)象造成油的擾動(dòng)，而難以形成小橋；沖擊電壓下，由于作用時(shí)間極短，小橋來(lái)不及形成。影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素液體電介質(zhì)的擊穿理論液體電介質(zhì)的擊穿提高液體電介質(zhì)擊穿電壓的方法01液體電介質(zhì)的擊穿影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素影響程度：含水量十萬(wàn)分之幾即可顯著降低擊穿電壓；含水量再增多，只增加擊穿通道,擊穿電壓基本不再下降。1.雜質(zhì)（懸浮水、纖維）的影響：纖維存在時(shí),含水量對(duì)擊穿電壓影響明顯。電場(chǎng)均勻度影響：均勻場(chǎng)中，電場(chǎng)越均勻影響越大；不均勻場(chǎng)中，由于強(qiáng)場(chǎng)處擾動(dòng)大，雜質(zhì)不易成橋，含水量或雜質(zhì)對(duì)擊穿電壓影響??；沖擊擊穿電壓由于作用時(shí)間太短，雜質(zhì)來(lái)不及形成橋，含水量對(duì)擊穿電壓不影響。2.溫度的影響溫度影響相關(guān)因素：油的品質(zhì),電場(chǎng)均勻度,電壓作用時(shí)間水在油中的存在狀態(tài)。溶解態(tài)：對(duì)油的擊穿電壓影響小。液體電介質(zhì)的擊穿影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素乳濁態(tài)：對(duì)油的擊穿電壓影響大受控于溫度的受潮油的擊穿過(guò)程：如下圖所示受潮油從0度溫度逐漸升高，水分在油中溶解度增大，油的擊穿電壓升高；溫度超過(guò)60～80度時(shí)，水分汽化，油的擊穿電壓降低；0度時(shí)水分乳濁態(tài)最多,油的擊穿電壓最低；溫度再低，水分結(jié)成冰粒不能被電場(chǎng)拉長(zhǎng)，且油凝固,擊穿電壓增加。干燥油沒(méi)有這種變化，隨溫度升高油擊穿電壓逐漸稍降。極不均勻電場(chǎng)中,由于強(qiáng)場(chǎng)處擾動(dòng)大，油中水分和雜質(zhì)不易成橋，受潮油的擊穿電壓和溫度的關(guān)系沒(méi)有均勻場(chǎng)復(fù)雜，只是隨著溫度升高略有下降。沖擊擊穿電壓由于作用時(shí)間太短，水分和雜質(zhì)來(lái)不及形成橋,溫度對(duì)擊穿電壓影響不大。液體電介質(zhì)的擊穿影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素3.電壓作用時(shí)間的影響電壓作用時(shí)間很短時(shí)，擊穿電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律與氣體相似。電壓作用時(shí)間很長(zhǎng)時(shí)，主要是雜質(zhì)影響。時(shí)間越長(zhǎng)，雜質(zhì)成橋，介質(zhì)發(fā)熱越充分，擊穿電壓越低。對(duì)不太臟的油做1分鐘擊穿電壓與長(zhǎng)時(shí)間擊穿電壓的試驗(yàn)結(jié)果差不多，通常油耐壓試驗(yàn)只做1分鐘。液體電介質(zhì)的擊穿影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素4.電場(chǎng)均勻程度液體電介質(zhì)擊穿電壓的分散性與電場(chǎng)均勻度有關(guān)，電場(chǎng)不均勻程度增加，擊穿電壓的分散性減小。工頻擊穿電壓的分散性在極不均勻電場(chǎng)中常不超過(guò)5％；而在均勻電場(chǎng)中可達(dá)30～40％。油的純凈程度的作用純凈度較高時(shí)：電場(chǎng)越均勻直流和工頻擊穿電壓越高。品質(zhì)較差的油中：雜質(zhì)聚集排列使電場(chǎng)畸變，因此電場(chǎng)均勻性對(duì)擊穿電壓的提高作用不明顯。沖擊電壓下：含雜質(zhì)的油由于雜質(zhì)來(lái)不及形成小橋，則改善電場(chǎng)均勻度可提高擊穿電壓。應(yīng)對(duì)措施如液體電介質(zhì)絕緣時(shí),運(yùn)行中保持油的清潔或承受沖擊電壓作用,則應(yīng)盡可能使電場(chǎng)均勻。如長(zhǎng)時(shí)間承受電壓作用,且運(yùn)行中油容易變臟老化,則應(yīng)想辦法提高油的品質(zhì),盡量減少雜質(zhì)影響。液體電介質(zhì)的擊穿影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素5.壓力對(duì)擊穿電壓的影響介質(zhì)品質(zhì)的影響對(duì)于工程液體電介質(zhì)，由于隨著壓力增加，氣體在油中溶解度增加，另外氣泡的局部放電起始電壓提高，因而擊穿電壓隨壓力增加而提高。如圖所示：對(duì)于極純凈液體,壓力對(duì)液體擊穿電壓無(wú)影響沖擊電壓下，壓力也無(wú)影響。說(shuō)明：壓力對(duì)液體擊穿電壓的影響，主要原因在于油中所含的氣體，總體來(lái)說(shuō)，液體電介質(zhì)擊穿電壓隨壓力上升的程度遠(yuǎn)不如氣隙。液體電介質(zhì)的擊穿提高液體電介質(zhì)擊穿電壓的方法1.提高以及保持油的品質(zhì)濾紙過(guò)濾：過(guò)濾油中雜質(zhì)，油中水分和有機(jī)酸被濾紙纖維吸附。濾油生產(chǎn)線機(jī)：去除油中溶解的氣體。如：加熱真空噴霧。