高压第一篇定稿解决方案.ppt

* * * * * * * （2）液体介质损耗 中性和弱极性液体介质：其损耗主要为电导损耗。 极性液体介质：除了电导损耗外，还存在极化损耗，其tanδ与温度、频率的关系要复杂一些，如图3-13和图 3-14所示。 （3）固体介质损耗 固体介质种类较多，损耗情况也比较复杂： ●无机绝缘材料：它们都是离子式结构的晶体材料，但又可分为结晶态（云母、陶瓷等）和无定形态（玻璃等）两大类。 　　●有机绝缘材料: 它们又可分为非极性(聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等)和极性(聚氯乙烯、纤维素、酚醛树脂、胶木、绝缘纸等)两大类。 表3-3中列出了某些常用的液体和固体电介质在工频电压下20℃时的tanδ值。 第二节 液体介质的击穿 作用于固体和液体介质的电场强度增大到一定程度时，在介质中出现的电气现象就不再限于前面介绍的极化、电导和介质损耗了。与气体介质相似，液体和固体介质在强电场（高电压）的作用下，也会出现由介质转变为导体的击穿过程。在本节和下一节将先后介绍液体和固体介质的击穿理论、击穿过程特点和影响其电气强度的因素。 工程中实际使用的液体介质并不是完全纯净的，往往含有水分、气体、固体微粒和纤维等杂质，它们对液体介质的击穿过程均有很大的影响。因此，本节中除了介绍纯净液体介质的击穿机理外，还将探讨工程用绝缘油的击穿特点。 一、纯净液体介质的击穿理论 主要有两大类： ●电子碰撞电离理论（亦称电击穿理论） ●气泡击穿理论 二、工程用液体介质的击穿过程及其特点 工程用变压器油等含有各种杂质，由于水和纤维等杂质 的εr很大，很易沿电场方向极化定向，并排列成杂质小桥而 引起击穿。相应的理论可称为小桥击穿理论。 工程用变压器油的击穿有如下特点：在均匀电场中，当工频电压升高到某值时油中可能出现一个火花放电，但旋即消失（即这个火花没有引起油间隙击穿），油又恢复其电气强度；电压再增油中又可能出现火花，但可能又旋即消失；这样反复多次，最后才会发生稳定的击穿。 绝缘杯体 黄铜电极 图3-15 我国采用的标准试油杯（单位：mm） 油间隙距离2.5mm 判断变压器油的质量，主要依靠测量其电气强度、tanδ和含水量等。其中最重要的试验项目是用标准油杯测量油的工频击穿电压。我国采用的标准油杯如下图所示，极间距离为2.5mm，电极是直径等于25mm的圆盘形铜电极，为了减弱边缘效应，电极的边缘加工成半径为2.5mm的半圆，可见极间电场基本上是均匀的。 图3-16 变压器油在标准油杯中的工频击穿电压Ub和含水量W的关系 W为1×10-4时已使油的击穿强度降得很低。含水量再增大时，影响程度反而减弱了 三、变压器油击穿电压的影响因素及其提高的方法 （一）水分和其他杂质 水在变压器油中有两种存在状态: 溶解状态和悬浮状态。 对油的击穿强度影响大的是呈悬浮状态的水分。图3-16表示在常温下油的含水量对均匀电场油间隙的工频击穿电压的影响。 当油中还含有其他固体杂质 时，击穿电压的下降程度随杂质 的种类和数量而异。图3 – 17表 示这种关系，其油间隙是由一对 球电极构成，为稍不均匀电场。 纤维的含量即使很少，但对击穿 电压就有很大的影响，这是因为 纤维是极性介质并且易吸潮，很 易沿电场方向极化定向而排列成 小桥。从油中分解出来的碳粒却 对油的击穿电压影响不大。 （二） 油 温 干燥的油 受潮的油 图3-18 标准油杯中变压器油工频击穿电压与温度的关系 干燥油的击穿强度与温度没有多大关系 0～80℃，Ub 随T的提高而上升（因部分水分从悬浮状态转为溶解状态）；温度再升高，Ub开始下降（水分汽化）；低于0℃，Ub上升是由于水滴冻结成冰粒 （三）电场均匀度 保持油温不变，而改善电场的均匀度，能使优质油的工频击穿电压显著增大，也能大大提高其冲击击穿电压。品质差的油含杂质较多，故改善电场对于提高其工频击穿电压的效果也较差。而冲击电压下，由于杂质来不及形成小桥，故改善电场总是能显著提高油隙的冲击击穿电压，而与油的品质好坏几乎无关。 （四） 电压作用时间 第三节 固体介质的击穿 固体介质的固有击穿强度要比液体和气体介质高得多，其击穿的特点是击穿场强与电压的作用时间有很大的关系。 固体介质击穿后，会在击穿路径留下放电痕迹，如烧穿或熔化的通道以及裂缝等，从而永远丧失其绝缘性能，故为非自恢复绝缘。 一、固体介质的击穿理论 ● 电击穿 固体介质