2固体、液体放电特性.ppt

三、减小杂质影响的办法 1.提高油的品质 过滤：将油在压力下连续通过滤油机中的滤纸层，油中的纤维等杂质会被滤纸阻挡，油中大部分的水分和有机酸也被滤纸纤维吸附。 防潮：浸油前，采用烘干、抽真空等方法去除绝缘件中的水分，有些电气设备，如变压器，如不能完全密封，则可在呼吸器的入口处放置干燥剂，以防止潮气进入。 怯气：先将油加热，在真空中喷成雾状，油中所含气体和水分即挥发并被抽走。对于电压等级高的电气设备，要求在真空条件下将油注入电气设备。 2.采用油—屏蔽式绝缘 覆盖层：限制泄漏电流，阻止纤维小桥发展 绝缘层：减少油中杂质，降低电极表面Emax，提高击穿电压 隔板（屏蔽）：阻止纤维小桥形成，又能改善电场均匀度。 第3节 固体介质的击穿 主要内容： 一、固体介质击穿的特点 二、固体介质的击穿理论 三、提高固体介质强度的措施 一、固体介质击穿的特点 Eb（固体）Eb（液体）Eb（气体） 固体介质的击穿形式 电击穿、热击穿、电化学击穿 固体介质击穿的特点 击穿场强与电压作用时间有很大关系 固体介质的击穿为永久性破坏，如分解、融化、烧 击穿场强与 电压作用时间关系 焦，属于非自恢复绝缘。 二、固体介质的击穿理论 1.电击穿理论 纯电击穿理论（自由电子） 集体电子击穿理论（电子的活化） 空间电荷理论（空间电荷作用增强的结果） （1）场合 固体介质的电导很小、又有良好的散热条件及介质内部不存在局部放电情况，Eb一般达105～106kV/m，作用时间很短。 （2）特征 击穿电压几乎与周围环境温度无关 除时间很短的情况外，Ub与作用时间关系不大 介质发热不显著 电场的均匀程度对击穿电压有显著影响 2.热击穿理论 （1）原因 热击穿是由于固体介质内热不稳定过程造成的。 （2）过程 固体介质长期承受电压→电导电流、介质极化→介质损耗→介质发热→发热散热→T↑→电导率↑→发热增加→温度不断升高→材料热破坏，导致击穿 （3）发热与散热的配合关系 介质的发热和散热与温度的关系 A1(A2)—稳定平衡态 B1(B2)—不稳定平衡态 U2U1 改善曲线2与曲线α12配合关系的措施： 在不改变发热的前提下，改善散热条件，使散热曲线的斜率增大，即α α12； 在不改变散热的前提下，降低发热，减小施加在介质上的电压，即UU2，最终使发热线与散热线的配合有两个交点，并且两个交点对应的温差至少要大于某一特定的温升。 特定温升：在实际使用中，固体介质可能遇到冲击电压作用而引起温度升高时都不会进入热击穿区。 （4）热击穿与频率关系 未受潮的良好绝缘在直流电压下很少发生热击穿 当交流电压频率增高时，热击穿的可能性比工频时大很多。 3.电化学击穿理论 现象：固体介质受到电、热、化学和机械的长期作用，其绝缘性能会发生劣化，最终导致热击穿或电击穿，称为电化学击穿。 原因：此类击穿可能是绝缘材料内部的层间、裂纹处、空穴或杂质上的局部放电所引起的。 过程：E超过Eb→出现不可逆破坏（局部放电、电树枝——非完全击穿）→树枝状通道→树枝生长→电介质击穿（局部放电、腐蚀击穿、电老化） 电树枝：具有清晰的分支，树枝管道是连续的 水树枝：常呈现绒毛状一片或多片，扇状、羽毛状、 蝴蝶状 产生和发展水树枝所需的场强，比产生和发展电树枝所需场强低得多。 电老化：如果绝缘材料在发生局部放电，随着加压时间的增长其绝缘逐渐变化，此过程为“电老化”。 三、影响固体电介质击穿电压的因素 1.电压作用时间 对于多数固体电介质，其击穿电压随电压作用时间的延长而显著下降，明显存在临界点。 2.电场均匀程度与介质厚度 （1）均匀电场 在电击穿区，击穿场强与介质厚度无关；在热击穿区，击穿场强随介质厚度增加而减小。 （2）不均匀电场 介质厚度增加将使电场更加不均匀，在电击穿区，击穿电压并非随介质厚度增加而线性增加；当厚度增加到使散热困难，达到热击穿时，增加厚度便无意义了。 3.电压种类 直流电压作用下的击穿电压要高于工频交流作用下的击穿电压； 工频交流击穿电压要高于高频交流击穿电压； 冲击击穿电压要高于工频交流击穿电压。 4.累计效应 5.受潮 有吸水性的介质，易引起热击穿，击穿电压明显下降。 6.温度 四. 提高局部放电电压措施 尽量消除气隙或者尽量减小气隙尺寸，因气隙的击穿场强随气隙厚度的减小而明显提高； 设法提高空穴的击穿场强，即用液体介质或者压缩气体填充空穴。 * 第2章 液体、固体介质的电气特性 液体、固体在电场下的四个行为特征参数 液体、固体的击穿特性 组合绝缘的性能 延缓绝缘衰老的方法 第1节 电介质的极化、电导和损耗 主要内容： 一、介质的极化 二、电介质的电导