高电压工程04t解析.ppt

* * 电解性老化是指在所加电压还远低于局部放电起始电压的情况下，由于介质内部进行着的化学过程（尤其在直流电压下最为严重）造成对介质的腐蚀、氧化，使介质逐渐老化。当有潮气侵入电介质时，由于水分本身就能离解出H+和O--离子，则会加速电解性老化。随着温度的升高，化学反应速度加快，电解老化的速度也随之加快。 3、电解性老化 * 固体电介质的性能在长期受热的情况下逐渐劣化，失去原来的优良性能，称为热老化。 热老化过程： 热裂解、氧化裂解以及低分子挥发物的逸出。 热老化的特征： 介质失去弹性、变硬、变脆，机械强度降低，也有些介质表现为变软、发粘、变形，失去机械强度，与此同时介质的电导变大，介质损耗增加，击穿电压降低，绝缘性能变坏。 二、电介质的热老化 * * * 第三节 液体电介质的击穿机理 油的击穿存在两种不同的击穿形式： 纯净的变压器油主要发生电击穿； 含有水蒸汽或其他悬浮杂质的工程用变压器油则主要发生热击穿(小桥击穿理论)。 纯净的液体介质：击穿过程与气体击穿的过程很相似，但其击穿场强高（很小的均匀场间隙中可达到1MV/cm） 工程用的液体介质：击穿场强很少超过300kV/cm，一般在200kV/cm~250kV/cm的范围内（以上击穿场强值均指在标准试油杯中所得数据） * 一、纯净液体介质的电击穿理论 液体介质中存在有一些初始电子，这些电子在电场的作用下，向阳极作加速运动，产生碰撞电离，形成电子崩，导致液体介质的击穿。但由于液体介质的密度远较气体的大，电子的自由行程很小，所以纯净液体介质的击穿强度大大超过气体的击穿强度（约大一个数量级）。 * 二、气泡击穿理论 不论由于何种原因使液体中存在气泡时，由于在交变电压下两串联介质中电场强度与介质介电常数成反比，气泡中的电场强度比液体介质高，而气体的击穿场强又比液体介质低得多，所以总是气泡先发生电离，这又使气泡的温度升高，体积膨胀，电离将进一步发展；而气泡电离产生的高能电子又碰撞液体分子，使液体分子电离生成更多的气体，扩大气体通道，当气泡在两极间形成“气桥”时，液体介质就能在此通道中发生击穿。 * 三、工程用变压器油的击穿机理 “小桥”理论：工程用变压油属于不很纯净的液体介质，会有气体、水分、纤维杂质混入。这些杂质的介电常数和电导与油本身的相应参数不相同，会在这些杂质附近造成局部强电场。在电场力的作用下，这些杂质很容易沿电场方向极化定向，并排列成杂质“小桥”，如果杂质“小桥”贯穿于两电极之间，由于组成“小桥”的纤维及水分的电导较大，发热增加，促使水分汽化，形成气泡小桥连通两极，导致油的击穿。 即使杂质小桥尚未贯通两极，但在各段杂质小桥的端头，其场强也会增大很多，使该处的油发生电离而分解出气体，使小桥中气泡增多，促使电离过程增强，最终也将出现气泡小桥连通两极而使油击穿。 * 第四节 影响液体电介质击穿电压的因素 水分及其他杂质 电压作用时间 电场的均匀程度 温度的影响 压力的影响 绝缘油的老化 * 一、水分及其他杂质 水分：极微量的水分可溶于油中，对油的击穿强度没有多大影响。影响油击穿的是呈悬浮状态的水分。 标准油杯中变压器油的工频击穿电压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，影响不大 * 二、电压作用时间 变压器油的击穿电压峰值与电压作用时间的关系 1—d=6.35； 2—d=25.4（单位：mm） * 三、电场的均匀程度 对于纯净油，如电场比较均匀则可以大大提高油的工频击穿电压和冲击击穿电压。 对于含有杂质的油，由于其击穿电压主要取决于杂质小桥的形成，所以电场的均匀程度对击穿电压的影响相对减小。 * 四、温度的影响 干燥的油 受潮的油 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提高（水分溶解度增加）温度再升高，Ub下降（水分汽化）；低于0℃，Ub提高（水滴冻结成冰粒） * 五、压力的影响 压力对油隙的击穿电压的影响主要是因为油中所含气体的电离电压随压力的增大而增大，但压力对油的击穿电压的影响远不如气体那样显著。如果把油中所含气体处理干净，则压力就几乎没有什么影响 由于油中气体等杂质不影响冲击击穿电压，所以压力也不影响冲击击穿电压。 * 六、绝缘油的老化 绝缘油老化的机理主要是油的氧化。 延缓绝缘油老化的方法： （1）装设扩张器，油与大气隔绝。 （2）在油呼吸器通道中装设吸收氧气和水分的过滤器。 （3）用氮气来排挤出油内吸收的空气。 （4）掺入抗