高电压技术 电介质的老化 1.4.6-电介质的老化.ppt

高电压技术精品资源共享课程 高电压技术 重庆电力高等专科学校 刘赟 副教授 重庆电力高等专科学校 1.4固体绝缘材料及其击穿特性 重庆电力高等专科学校 1.4.2 玻璃 1.4 固体绝缘材料及其击穿特性 子情境 1.4 固体绝缘材料及其击穿特性 1.4.1 云母 1.4.3 陶瓷 1.4.4 合成树脂 1.4.5 固体电介质的击穿 1.4.6 电介质的老化 固体绝缘材料 固体绝缘材料 重庆电力高等专科学校 【学习任务】 1.了解固体绝缘材料的分类 2.熟悉常见固体绝缘材料特性 3.了解固体绝缘材料用途 1.4固体绝缘材料及其击穿特性 1.4.6 固体电介质的老化 重庆电力高等专科学校 【学习任务】 了解电介质电老化和热老化的特点，熟悉电介质耐热等级的分类。 1.4固体绝缘材料及其击穿特性 作为电气设备绝缘用的固体及液体电介质，在长期运行中不可避免地会产生各种物理和化学变化，从而使其性能随时间的增长而逐渐劣化，其电气及机械强度降低，介质损耗及电导增大等等，这一现象称为电介质的老化。 引起电介质老化的因素很多，主要有热的作用、电的作用、机械力的作用以及水分、氧气等的作用。 1.4.6 固体电介质的老化 110kV变压器电容式套管电容芯子上的绝缘劣化 水树枝 由绝缘材料内部的局部放电引起的老化称为电老化。 在局部放电过程中形成的氧化氮、臭氧等对绝缘将产生氧化和腐蚀作用，使固体电介质的绝缘劣化； 同时，游离产生的带电质点对绝缘介质的撞击也将对绝缘产生破坏作用。 另外，局部放电产生时，介质局部温度上升，使介质加速氧化，并使局部电导和介质损耗增加，严重时，甚至出现局部烧焦现象。 （电场和水的联合作用） 1、电老化 固体电介质树枝击穿 （树枝状的放电劣化痕迹） 1、电老化 ＳＨＰＶＣ绝缘材料在１２０ ℃下不同时间的变化（热老化实验） 电介质在热的长期作用下发生化学反应，从而使其电气性能和其它性能逐渐变差，这一现象称为热老化。 2、热老化 电介质的允许工作温度是由电介质的耐热性决定的。电介质的耐热性是指保证其运行安全可靠时能承受的最高允许温度。耐热性分以下两种： 短时耐热性 电介质在高温作用下，短时就能发生明显损坏，如软化、硬化、气化、炭化、氧化、开裂等的温度。 热劣化与长期耐热性 在一定温度下，电介质不产生热损坏的时间称为寿命。 在确定寿命的条件下，电介质不产生热损坏的最高允许温度，即长期耐热性能。 2、热老化 耐热性 耐热等级 最高持续工作温度 ℃ 电介质种类 Y 90 A 105 E 120 B 130 F 155 H 180 C 220 为了使绝缘材料能有一个经济合理的使用寿命，要对绝缘规定一个最高持续工作温度。 国家标准中将各种电工绝缘材料按其耐热程度划分等级，以确定各级绝缘材料的最高持续工作温度 2、热老化 电介质的耐热等级 2、热老化 电介质的耐热等级 材料的使用温度若超过规定温度，则劣化加速。使用温度越高，寿命越短。 对A级绝缘材料，使用温度若超过规定温度8℃，则其寿命大约缩短一半，称8℃规则； 对B级绝缘材料，此温度约为10℃；对H级绝缘材料，此温度约为12℃左右。 2、热老化 电介质的耐热等级 变压器绕组温度与材料寿命 对于绝缘寿命主要由老化决定的设备，设备的寿命和负荷情况有极密切的关系。 同一设备，如果允许负荷大，则运行期间投资效益高，但该设备必然温升较高，绝缘热老化快，寿命短；反之欲使设备寿命长，应将使用温度规定较低，允许负荷较小，这样运行期间投资效益就会降低。 综合考虑上述因素，为能获得最佳综合经济效益，应规定电气设备经济合理的正常使用期限，对大多数电力设备（发电机、变压器、电动机等），认为使用期限定为20～25年较合适。 根据这个预期寿命，就可以定出该设备的标准使用温度。在此温度下，该设备的绝缘性能保证在上述正常使用期限内安全工作。 2、热老化 电介质的耐热等级 三、受潮老化 受潮对绝缘是危险的，它将加速电老化及热老化过程，缩短绝缘 的寿命。 对纤维材料要用浸渍剂浸渍，使气隙封闭。 各种型号的绝缘浸渍漆 机械应力对绝缘老化的速度有很大的影响。 机械应力过大会使固体介质内产生裂痕或气隙导致局部放电。 固体绝缘材料按其机械性能有脆性、塑性和弹性3种。 四、机械力的影响 小 结 固体电介质的击穿形式有三种：电击穿、热击穿、电化学击穿。冲击电压下会发生电击穿；电介质受潮或设备负荷太高，使电介质温度太高，会发生热击穿；设备使用年限较长，电介质出现严重老化，会发生电化学击穿。影响电介质击穿电压的因素较多，特别应注意防潮，在运行中应加强散热，避免过负荷运行。 电介质老化的程度主要决定于温度及介质经受热作用的时间。为了使绝缘材料能有一个经济合理的使用寿命，国