1、第四章第四章 固體、液體和組合絕緣的電氣強(qiáng)度固體、液體和組合絕緣的電氣強(qiáng)度2普遍規(guī)律普遍規(guī)律：任何介質(zhì)的擊穿總是從電氣性能最薄：任何介質(zhì)的擊穿總是從電氣性能最薄弱的缺陷處發(fā)展起來(lái)的，所謂的缺陷可以指電場(chǎng)弱的缺陷處發(fā)展起來(lái)的，所謂的缺陷可以指電場(chǎng)的集中，也可指介質(zhì)的不均勻性。的集中，也可指介質(zhì)的不均勻性。擊穿特性擊穿特性：一般情況下，在氣、液、固三種電介質(zhì)中，固體密度一般情況下，在氣、液、固三種電介質(zhì)中，固體密度最大，耐電強(qiáng)度也最高。最大，耐電強(qiáng)度也最高。 耐電強(qiáng)度耐電強(qiáng)度:空氣一般在空氣一般在 34 kV/mm; 液體一般在液體一般在1020 kV/mm; 固體一般在十幾幾百固體一般在十幾幾百

2、 kV/mm固體電介質(zhì)的擊穿過(guò)程最復(fù)雜，且擊穿后是唯一不可固體電介質(zhì)的擊穿過(guò)程最復(fù)雜，且擊穿后是唯一不可恢復(fù)的絕緣?；謴?fù)的絕緣。4-1 固體介質(zhì)的擊穿固體介質(zhì)的擊穿 33固體介質(zhì)擊穿特性曲線固體介質(zhì)擊穿特性曲線4區(qū)域區(qū)域A：擊穿時(shí)間小于擊穿時(shí)間小于10 s 的區(qū)域，此范圍內(nèi)的區(qū)域，此范圍內(nèi)擊穿電壓隨擊穿時(shí)間的擊穿電壓隨擊穿時(shí)間的縮短而提高。類(lèi)似于氣縮短而提高。類(lèi)似于氣體介質(zhì)擊穿的伏秒特性。體介質(zhì)擊穿的伏秒特性。區(qū) 域區(qū) 域 B ： 擊 穿 時(shí) 間 在擊 穿 時(shí) 間 在10 0.2 s范圍的區(qū)域，范圍的區(qū)域，此范圍內(nèi)擊穿電壓恒定，此范圍內(nèi)擊穿電壓恒定，與時(shí)間無(wú)關(guān)。與時(shí)間無(wú)關(guān)。 這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的擊穿

3、這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的擊穿都具有電擊穿的性質(zhì)都具有電擊穿的性質(zhì)4區(qū)域B區(qū)域A區(qū)域Cssmin278h5015.310010-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012時(shí)間（s）500450400350300250200150100500擊穿電壓為一分鐘耐壓的百分比數(shù) （）電工紙板的擊穿電壓電工紙板的擊穿電壓與電壓作用時(shí)間的關(guān)系與電壓作用時(shí)間的關(guān)系 51 電擊穿電擊穿固體介質(zhì)的電擊穿是指僅僅由于電場(chǎng)的作用而固體介質(zhì)的電擊穿是指僅僅由于電場(chǎng)的作用而直接使介質(zhì)破壞并喪失絕緣性能的現(xiàn)象，電擊穿過(guò)直接使介質(zhì)破壞并喪失絕緣性能的現(xiàn)象，電擊穿過(guò)程與氣

4、體中相似，程與氣體中相似，碰撞電離形成電子崩碰撞電離形成電子崩，固體電介，固體電介質(zhì)中存在的少量傳導(dǎo)電子，在電場(chǎng)加速下與晶格結(jié)質(zhì)中存在的少量傳導(dǎo)電子，在電場(chǎng)加速下與晶格結(jié)點(diǎn)上的原子碰撞，當(dāng)點(diǎn)上的原子碰撞，當(dāng)電子崩足夠強(qiáng)時(shí)破壞介質(zhì)晶格電子崩足夠強(qiáng)時(shí)破壞介質(zhì)晶格結(jié)構(gòu)導(dǎo)致?lián)舸┙Y(jié)構(gòu)導(dǎo)致?lián)舸?在介質(zhì)的電導(dǎo)很小，又有良好的散熱條件以及在介質(zhì)的電導(dǎo)很小，又有良好的散熱條件以及介質(zhì)內(nèi)部不存在局部放電的情況下，固體介質(zhì)的擊介質(zhì)內(nèi)部不存在局部放電的情況下，固體介質(zhì)的擊穿通常為電擊穿。穿通常為電擊穿。6電擊穿的主要特征：電擊穿的主要特征： 擊穿電壓高，擊穿時(shí)間短；擊穿電壓高，擊穿時(shí)間短； 與周?chē)h(huán)境溫度無(wú)關(guān)；與周

5、圍環(huán)境溫度無(wú)關(guān)； 除時(shí)間很短的情況，與電壓作用時(shí)間關(guān)系不大；除時(shí)間很短的情況，與電壓作用時(shí)間關(guān)系不大； 介質(zhì)發(fā)熱不顯著；介質(zhì)發(fā)熱不顯著； 電場(chǎng)均勻程度對(duì)擊穿有顯著影響；電場(chǎng)均勻程度對(duì)擊穿有顯著影響； 體積效應(yīng)：體積效應(yīng)：擊穿場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)分散性很大，與材料不擊穿場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)分散性很大，與材料不均勻性有關(guān)。加大試樣的面積或體積，使材料弱均勻性有關(guān)。加大試樣的面積或體積，使材料弱點(diǎn)出現(xiàn)的概率增大，會(huì)使擊穿場(chǎng)強(qiáng)降低。點(diǎn)出現(xiàn)的概率增大，會(huì)使擊穿場(chǎng)強(qiáng)降低。 7累積效應(yīng)累積效應(yīng):固體介質(zhì)在沖擊電壓多次作用下，其擊固體介質(zhì)在沖擊電壓多次作用下，其擊穿電壓有可能低于單次沖擊作用時(shí)的值穿電壓有可能低于單次沖擊作用時(shí)的值。

6、因?yàn)楣腆w因?yàn)楣腆w介質(zhì)為非自恢復(fù)絕緣，如每次沖擊電壓下介質(zhì)發(fā)生介質(zhì)為非自恢復(fù)絕緣，如每次沖擊電壓下介質(zhì)發(fā)生部分損傷，則多次作用下部分損傷會(huì)擴(kuò)大而導(dǎo)致?lián)舨糠謸p傷，則多次作用下部分損傷會(huì)擴(kuò)大而導(dǎo)致?lián)舸?。穿。有累積效應(yīng)基本無(wú)累積效應(yīng) 有機(jī)材料有機(jī)材料玻璃、云母等玻璃、云母等無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料固體介質(zhì)沖擊電壓試驗(yàn)時(shí)的累積效應(yīng)固體介質(zhì)沖擊電壓試驗(yàn)時(shí)的累積效應(yīng)82 熱擊穿熱擊穿絕緣介質(zhì)在電場(chǎng)作用下，絕緣介質(zhì)在電場(chǎng)作用下，會(huì)因電導(dǎo)電流和介質(zhì)極化引起介會(huì)因電導(dǎo)電流和介質(zhì)極化引起介質(zhì)損耗，使介質(zhì)發(fā)熱。質(zhì)損耗，使介質(zhì)發(fā)熱。介質(zhì)電導(dǎo)率隨溫度的升高而急劇增大，介質(zhì)電導(dǎo)率隨溫度的升高而急劇增大，因此介質(zhì)的發(fā)熱因溫度的升高而

7、增加。如果介質(zhì)中產(chǎn)生的熱量因此介質(zhì)的發(fā)熱因溫度的升高而增加。如果介質(zhì)中產(chǎn)生的熱量總是大于散熱，則溫度不斷上升，以致引起電介質(zhì)分解、熔化、總是大于散熱，則溫度不斷上升，以致引起電介質(zhì)分解、熔化、炭化或燒焦，造成材料的熱破壞而導(dǎo)致?lián)舸@一過(guò)程稱(chēng)電介炭化或燒焦，造成材料的熱破壞而導(dǎo)致?lián)舸?，這一過(guò)程稱(chēng)電介質(zhì)的熱擊穿過(guò)程。質(zhì)的熱擊穿過(guò)程。 T G I TU I tan TU較小時(shí)，在絕緣能夠耐受的溫度下達(dá)到熱平衡，否則達(dá)到較小時(shí)，在絕緣能夠耐受的溫度下達(dá)到熱平衡，否則達(dá)到破壞溫度。破壞溫度。持續(xù)電壓作用下，有足夠的時(shí)間到達(dá)穩(wěn)態(tài)。持續(xù)電壓作用下，有足夠的時(shí)間到達(dá)穩(wěn)態(tài)。9介質(zhì)發(fā)熱（曲線介質(zhì)發(fā)熱（曲線1，2

8、，3）及散熱（曲線）及散熱（曲線4）與介質(zhì)溫度的關(guān)系）與介質(zhì)溫度的關(guān)系 U1 U2 U3 發(fā)熱曲線3與散熱曲線有兩個(gè)交點(diǎn)，即熱平衡點(diǎn)Ta和Tc。Ta穩(wěn)定， Tc不穩(wěn)定 曲線2與曲線4相切，只有一個(gè)熱平衡點(diǎn)Tb，但不穩(wěn)定。U2是臨界熱擊穿電壓，Tb則是熱擊穿的臨界溫度 根本不存在熱平衡點(diǎn)，必然發(fā)生熱擊穿 10熱擊穿的主要特征：熱擊穿的主要特征： 擊穿電壓較低，擊穿時(shí)間較長(zhǎng)；擊穿電壓較低，擊穿時(shí)間較長(zhǎng)； 擊穿電壓與環(huán)境溫度、周?chē)劫|(zhì)的散熱能力和擊穿電壓與環(huán)境溫度、周?chē)劫|(zhì)的散熱能力和散熱條件有關(guān)；散熱條件有關(guān)； 擊穿電壓與電壓作用時(shí)間有關(guān)；擊穿電壓與電壓作用時(shí)間有關(guān)； 擊穿電壓與頻率有關(guān)：擊穿電壓

9、與頻率有關(guān)： 擊穿電壓與介質(zhì)本身的耐熱能力有關(guān)；擊穿電壓與介質(zhì)本身的耐熱能力有關(guān)； 擊穿電壓與介質(zhì)尺寸有關(guān)。擊穿電壓與介質(zhì)尺寸有關(guān)。 2tantanPQUC113 電化學(xué)擊穿電化學(xué)擊穿 機(jī)理：機(jī)理：介質(zhì)劣化的結(jié)果介質(zhì)劣化的結(jié)果 局部放電局部放電使介質(zhì)引起化學(xué)離解，形成使介質(zhì)引起化學(xué)離解，形成通道，這些樹(shù)枝狀通道，隨時(shí)間推移不通道，這些樹(shù)枝狀通道，隨時(shí)間推移不斷伸長(zhǎng)，使絕緣進(jìn)一步劣化，最終發(fā)展到整斷伸長(zhǎng)，使絕緣進(jìn)一步劣化，最終發(fā)展到整個(gè)電介質(zhì)擊穿。個(gè)電介質(zhì)擊穿。特點(diǎn)：特點(diǎn)：擊穿由絕緣性能下降引起，比電擊穿擊穿由絕緣性能下降引起，比電擊穿和熱擊穿電壓低，可以在工作電壓下發(fā)生。和熱擊穿電壓低，可以在

10、工作電壓下發(fā)生。1212電介質(zhì)中的樹(shù)枝老化13局部放電的危害：局部放電的危害：13放電過(guò)程產(chǎn)生的活性氣體放電過(guò)程產(chǎn)生的活性氣體O3、NO、NO2等對(duì)等對(duì)介質(zhì)的氧化、腐蝕作用介質(zhì)的氧化、腐蝕作用放電過(guò)程有帶電粒子撞擊介質(zhì)，引起局部溫放電過(guò)程有帶電粒子撞擊介質(zhì)，引起局部溫升，加速介質(zhì)氧化并升，加速介質(zhì)氧化并帶電粒子的撞擊還可能切斷分子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致帶電粒子的撞擊還可能切斷分子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致介質(zhì)破壞介質(zhì)破壞 局放對(duì)有機(jī)介質(zhì)的影響尤為顯著。局放對(duì)有機(jī)介質(zhì)的影響尤為顯著。141. 電壓作用時(shí)間電壓作用時(shí)間2. 電場(chǎng)均勻程度與介質(zhì)厚度電場(chǎng)均勻程度與介質(zhì)厚度3.溫度溫度4.受潮受潮5.累積效應(yīng)累積效應(yīng)4-2 影響固

11、體介質(zhì)擊穿電壓的因素影響固體介質(zhì)擊穿電壓的因素15tUb。1min擊穿電壓與擊穿電壓與長(zhǎng)時(shí)間的擊穿電壓差不多。長(zhǎng)時(shí)間的擊穿電壓差不多。所以所以通常用通常用1min工頻試驗(yàn)工頻試驗(yàn)電壓估計(jì)固體介質(zhì)的熱擊電壓估計(jì)固體介質(zhì)的熱擊穿電壓穿電壓。 1、電壓作用時(shí)間、電壓作用時(shí)間浸油電工紙板的擊穿電壓浸油電工紙板的擊穿電壓與電壓作用時(shí)間的關(guān)系與電壓作用時(shí)間的關(guān)系16 如果如果電壓作用時(shí)間很短電壓作用時(shí)間很短（例如（例如0.1s以下），以下），固體介質(zhì)的擊穿固體介質(zhì)的擊穿往往是電擊穿往往是電擊穿，擊穿電壓較高。，擊穿電壓較高。隨著隨著電壓作用時(shí)間的增長(zhǎng)，擊穿電壓將下降電壓作用時(shí)間的增長(zhǎng)，擊穿電壓將下降，如果

12、在加電壓后如果在加電壓后數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)才引起擊穿數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)才引起擊穿，則，則熱擊穿熱擊穿往往起主要作用。往往起主要作用。工頻交流工頻交流1min耐壓試驗(yàn)中試品被擊穿，常常耐壓試驗(yàn)中試品被擊穿，常常是是電和熱雙重作用的結(jié)果電和熱雙重作用的結(jié)果。 17 許多有機(jī)絕緣材料的短時(shí)間電氣強(qiáng)度很高，許多有機(jī)絕緣材料的短時(shí)間電氣強(qiáng)度很高，但它們耐局部放電的性能往往很差，以致長(zhǎng)時(shí)但它們耐局部放電的性能往往很差，以致長(zhǎng)時(shí)間電氣強(qiáng)度很低間電氣強(qiáng)度很低，這一點(diǎn)必須予以重視。，這一點(diǎn)必須予以重視。在那些不可能用油浸等方法來(lái)消除局部放在那些不可能用油浸等方法來(lái)消除局部放電的絕緣結(jié)構(gòu)中（例如旋轉(zhuǎn)電機(jī)），就必須采電的絕

13、緣結(jié)構(gòu)中（例如旋轉(zhuǎn)電機(jī)），就必須采用云母等耐局部放電性能好的無(wú)機(jī)絕緣材料。用云母等耐局部放電性能好的無(wú)機(jī)絕緣材料。18 電擊穿與溫度無(wú)關(guān)，這時(shí)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)很高；電擊穿與溫度無(wú)關(guān)，這時(shí)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)很高； 環(huán)境溫度越高、散熱越差（厚度），熱擊穿電壓環(huán)境溫度越高、散熱越差（厚度），熱擊穿電壓越低；越低； 2、溫度、溫度工頻電壓下電瓷的擊穿電壓與溫度的關(guān)系工頻電壓下電瓷的擊穿電壓與溫度的關(guān)系臨界溫度臨界溫度t0不是該固不是該固體介質(zhì)固有的物理常體介質(zhì)固有的物理常數(shù)，而是數(shù)，而是隨固體介質(zhì)隨固體介質(zhì)的厚度、冷卻條件和的厚度、冷卻條件和所加電壓等因素而變所加電壓等因素而變化化。19 （3)3)電場(chǎng)均勻程度電場(chǎng)

14、均勻程度均勻電中均勻電中，擊穿電壓較高，擊穿電壓較高，而且擊穿電壓隨介質(zhì)厚度的而且擊穿電壓隨介質(zhì)厚度的增加呈線性關(guān)系上升；增加呈線性關(guān)系上升；不均勻電場(chǎng)中不均勻電場(chǎng)中，擊穿電壓不，擊穿電壓不隨介質(zhì)厚度的增加呈線性上隨介質(zhì)厚度的增加呈線性上升，可能會(huì)出現(xiàn)熱擊穿，因升，可能會(huì)出現(xiàn)熱擊穿，因此，介質(zhì)厚度達(dá)到一定程度此，介質(zhì)厚度達(dá)到一定程度后，厚度再增加對(duì)提高擊穿后，厚度再增加對(duì)提高擊穿電壓意義不大。電壓意義不大。 1920 4、電壓種類(lèi)、電壓種類(lèi)直流擊穿電壓：高于工頻交流擊穿電壓，因?yàn)閮H直流擊穿電壓：高于工頻交流擊穿電壓，因?yàn)閮H有電導(dǎo)損耗有電導(dǎo)損耗工頻交流擊穿電壓：高于高頻交流擊穿電壓，因工頻交流擊

15、穿電壓：高于高頻交流擊穿電壓，因?yàn)闃O化損耗高為極化損耗高沖擊擊穿電壓：高于工頻交流擊穿電壓沖擊擊穿電壓：高于工頻交流擊穿電壓 同一根電纜的直流耐壓約為交流耐壓的同一根電纜的直流耐壓約為交流耐壓的3倍。倍。 21 固體電介質(zhì)受潮后其固體電介質(zhì)受潮后其擊穿電壓的下降程度與材料擊穿電壓的下降程度與材料的吸水性有關(guān)的吸水性有關(guān)。對(duì)對(duì)不易吸潮不易吸潮的電介質(zhì)，的電介質(zhì)，受潮后擊穿電壓下降一半受潮后擊穿電壓下降一半左右左右，例如聚四氟乙烯、聚乙烯等中性介質(zhì)例如聚四氟乙烯、聚乙烯等中性介質(zhì)；對(duì)易吸潮對(duì)易吸潮的電介質(zhì)，的電介質(zhì)，受潮后擊穿電壓僅為干燥時(shí)受潮后擊穿電壓僅為干燥時(shí)的幾百分之一，的幾百分之一，如紙、

16、棉紗等纖維材料如紙、棉紗等纖維材料。 注意：注意：高壓電氣設(shè)備高壓電氣設(shè)備的絕緣在制造時(shí)應(yīng)注意烘干，的絕緣在制造時(shí)應(yīng)注意烘干，在運(yùn)行中要注意防潮在運(yùn)行中要注意防潮，并定期檢查受潮情況。，并定期檢查受潮情況。5、受潮、受潮22 在彈性形變范圍在彈性形變范圍內(nèi)，其擊穿電壓變化不大。內(nèi)，其擊穿電壓變化不大。 當(dāng)絕緣結(jié)構(gòu)承受較大的機(jī)械負(fù)荷，當(dāng)絕緣結(jié)構(gòu)承受較大的機(jī)械負(fù)荷，使材料出現(xiàn)使材料出現(xiàn)開(kāi)裂或微觀裂縫時(shí)，擊穿電壓將顯著下降開(kāi)裂或微觀裂縫時(shí)，擊穿電壓將顯著下降。 有機(jī)固體電介質(zhì)在長(zhǎng)期運(yùn)行中因熱、化學(xué)等作有機(jī)固體電介質(zhì)在長(zhǎng)期運(yùn)行中因熱、化學(xué)等作用而逐漸發(fā)脆，遇到較大的機(jī)械應(yīng)力時(shí)就可能裂開(kāi)或用而逐漸發(fā)脆，

17、遇到較大的機(jī)械應(yīng)力時(shí)就可能裂開(kāi)或松散，如在這些裂縫中充有污濁物或受潮后，擊穿電松散，如在這些裂縫中充有污濁物或受潮后，擊穿電壓下降更多壓下降更多. 6、機(jī)械負(fù)荷影響、機(jī)械負(fù)荷影響23 固體電介質(zhì)屬于非自恢復(fù)絕緣固體電介質(zhì)屬于非自恢復(fù)絕緣，在極不均勻，在極不均勻電場(chǎng)中，當(dāng)作用在固體介質(zhì)上的電壓為幅值較低電場(chǎng)中，當(dāng)作用在固體介質(zhì)上的電壓為幅值較低或作用時(shí)間較短的沖擊電壓時(shí)，會(huì)使絕緣產(chǎn)生一或作用時(shí)間較短的沖擊電壓時(shí)，會(huì)使絕緣產(chǎn)生一定程度的損傷，那么在多次施加同樣電壓時(shí)，定程度的損傷，那么在多次施加同樣電壓時(shí)，絕絕緣的損傷會(huì)逐步積累緣的損傷會(huì)逐步積累，其擊穿電壓也會(huì)降低其擊穿電壓也會(huì)降低。7、累積效應(yīng)

18、、累積效應(yīng)注意：注意：在確定電氣設(shè)備試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)次數(shù)時(shí)都在確定電氣設(shè)備試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)次數(shù)時(shí)都需要注意此累積效應(yīng)，設(shè)計(jì)中要保證一定的絕緣需要注意此累積效應(yīng)，設(shè)計(jì)中要保證一定的絕緣裕度。裕度。 1.改進(jìn)絕緣設(shè)計(jì)改進(jìn)絕緣設(shè)計(jì)：如采取合理的絕緣結(jié)構(gòu)，使各部分絕緣的耐電強(qiáng)如采取合理的絕緣結(jié)構(gòu)，使各部分絕緣的耐電強(qiáng)度能與共所承擔(dān)的場(chǎng)強(qiáng)有適當(dāng)?shù)呐浜?；度能與共所承擔(dān)的場(chǎng)強(qiáng)有適當(dāng)?shù)呐浜?；改善電極形狀及表面光潔度，盡可能使電場(chǎng)分布改善電極形狀及表面光潔度，盡可能使電場(chǎng)分布均勻，把邊緣效應(yīng)減到最小；均勻，把邊緣效應(yīng)減到最小；改善電極與絕緣體的接觸狀態(tài)，消除接觸處的氣改善電極與絕緣體的接觸狀態(tài)，消除接觸處的氣隙或使

19、接觸處的氣隙不承受電位差。隙或使接觸處的氣隙不承受電位差。4-34-3 提高固體擊穿電壓的方法提高固體擊穿電壓的方法2.2.改進(jìn)制造工藝改進(jìn)制造工藝： 盡可能地清除固體電介質(zhì)中殘留的雜質(zhì)、氣泡、水分等，盡可能地清除固體電介質(zhì)中殘留的雜質(zhì)、氣泡、水分等，使固體介質(zhì)盡可能做得均勻致密。這可以通過(guò)精選材料、改使固體介質(zhì)盡可能做得均勻致密。這可以通過(guò)精選材料、改善工藝、真空干燥、加強(qiáng)浸漬等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。善工藝、真空干燥、加強(qiáng)浸漬等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.3.改善運(yùn)行條件改善運(yùn)行條件： 如注意防潮，防止塵污和各種有害氣體的侵蝕，加強(qiáng)散如注意防潮，防止塵污和各種有害氣體的侵蝕，加強(qiáng)散熱冷卻。熱冷卻。264-4 絕緣

20、的老化絕緣的老化 電氣設(shè)備中的絕緣材料在運(yùn)行過(guò)程中電氣設(shè)備中的絕緣材料在運(yùn)行過(guò)程中，由于受到，由于受到各種因素的長(zhǎng)期作用，會(huì)發(fā)生一系列不可逆的變化，各種因素的長(zhǎng)期作用，會(huì)發(fā)生一系列不可逆的變化，從而導(dǎo)致其從而導(dǎo)致其物理、化學(xué)、機(jī)械和電氣等性能的劣化物理、化學(xué)、機(jī)械和電氣等性能的劣化，這種不可逆的變化稱(chēng)為絕緣的老化這種不可逆的變化稱(chēng)為絕緣的老化。促使絕緣老化的因素：促使絕緣老化的因素：（1）物理因素：電、熱、光、機(jī)械力等；）物理因素：電、熱、光、機(jī)械力等；（2）化學(xué)因素：氧氣、臭氧、鹽霧、酸、堿、潮濕等；）化學(xué)因素：氧氣、臭氧、鹽霧、酸、堿、潮濕等；（3）生物因素：微生物、霉菌等。）生物因素：微

21、生物、霉菌等。27 也稱(chēng)大氣老化，包括光氧老化、臭氧老化、鹽也稱(chēng)大氣老化，包括光氧老化、臭氧老化、鹽霧酸堿等污染性化學(xué)老化。對(duì)有機(jī)絕緣物，環(huán)境老霧酸堿等污染性化學(xué)老化。對(duì)有機(jī)絕緣物，環(huán)境老化尤為顯著?；葹轱@著。太陽(yáng)光到達(dá)地面時(shí)，紫外光輻射仍很強(qiáng)烈。若太陽(yáng)光到達(dá)地面時(shí)，紫外光輻射仍很強(qiáng)烈。若有機(jī)絕緣物吸收的紫外線能量大于其化學(xué)鍵的電離有機(jī)絕緣物吸收的紫外線能量大于其化學(xué)鍵的電離能，則鍵斷裂，造成老化能，則鍵斷裂，造成老化。當(dāng)存在氧氣或臭氧時(shí)，。當(dāng)存在氧氣或臭氧時(shí)，還會(huì)引發(fā)高分子的氧化降解反應(yīng)，稱(chēng)為還會(huì)引發(fā)高分子的氧化降解反應(yīng)，稱(chēng)為光氧化反應(yīng)光氧化反應(yīng)。1、環(huán)境老化、環(huán)境老化28 在高壓電氣裝置

22、的某些部分，常存在不同程度在高壓電氣裝置的某些部分，常存在不同程度的電暈或局部放電，此處的臭氧含量較高。的電暈或局部放電，此處的臭氧含量較高。臭氧與臭氧與某些有機(jī)絕緣物相互作用，可生成氧化物或過(guò)氧化某些有機(jī)絕緣物相互作用，可生成氧化物或過(guò)氧化物，導(dǎo)致主鍵斷裂，造成老化物，導(dǎo)致主鍵斷裂，造成老化。含有酸、堿、鹽類(lèi)成分的污穢塵埃與雨、露、含有酸、堿、鹽類(lèi)成分的污穢塵埃與雨、露、雪、霜結(jié)合對(duì)絕緣物有腐蝕作用。雪、霜結(jié)合對(duì)絕緣物有腐蝕作用。延緩環(huán)境老化的方法延緩環(huán)境老化的方法：改善絕緣材料本身的性：改善絕緣材料本身的性能。如在材料中加光穩(wěn)定劑（反射或吸收紫外線）、能。如在材料中加光穩(wěn)定劑（反射或吸收紫

23、外線）、抗氧化劑以及使用防護(hù)臘等。此外應(yīng)注意加強(qiáng)高壓抗氧化劑以及使用防護(hù)臘等。此外應(yīng)注意加強(qiáng)高壓電氣設(shè)備的防暈、防局部放電的措施。電氣設(shè)備的防暈、防局部放電的措施。29 電介質(zhì)在電場(chǎng)的長(zhǎng)期作用下，其物理、化學(xué)性能電介質(zhì)在電場(chǎng)的長(zhǎng)期作用下，其物理、化學(xué)性能發(fā)生劣化，導(dǎo)致其耐電強(qiáng)度降低的現(xiàn)象，稱(chēng)為電老化。發(fā)生劣化，導(dǎo)致其耐電強(qiáng)度降低的現(xiàn)象，稱(chēng)為電老化。介質(zhì)電老化的主要原因是介質(zhì)中的介質(zhì)電老化的主要原因是介質(zhì)中的局部放電局部放電。2、電老化、電老化局部放電引起固體介質(zhì)腐蝕、老化、損壞的原因有：局部放電引起固體介質(zhì)腐蝕、老化、損壞的原因有： 局部電場(chǎng)畸變。使局部介質(zhì)承受過(guò)高的電壓；局部電場(chǎng)畸變。使局部

24、介質(zhì)承受過(guò)高的電壓； 帶電質(zhì)點(diǎn)撞擊氣泡壁，造成絕緣物分解；帶電質(zhì)點(diǎn)撞擊氣泡壁，造成絕緣物分解； 化學(xué)腐蝕。氣隙電離產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。氣隙電離產(chǎn)生O3、NO、NO2等氣體，等氣體，遇水會(huì)產(chǎn)生硝酸或亞硝酸，對(duì)絕緣材料和金屬有遇水會(huì)產(chǎn)生硝酸或亞硝酸，對(duì)絕緣材料和金屬有氧化和腐蝕作用；氧化和腐蝕作用；30 在局部放電區(qū)，產(chǎn)生高能輻射線，引起材料分解；在局部放電區(qū)，產(chǎn)生高能輻射線，引起材料分解； 局部溫度升高。造成熱裂解，氣隙膨脹而使固體局部溫度升高。造成熱裂解，氣隙膨脹而使固體絕緣開(kāi)裂、分層、脫殼，且使該部分絕緣的電導(dǎo)絕緣開(kāi)裂、分層、脫殼，且使該部分絕緣的電導(dǎo)和介質(zhì)損耗增加。和介質(zhì)損耗增加。直流電壓下的局

25、部放電直流電壓下的局部放電較交流電壓下的弱較交流電壓下的弱31交流電壓下：每半周至少發(fā)生兩次局部放電交流電壓下：每半周至少發(fā)生兩次局部放電。直流電壓下：當(dāng)氣隙中的場(chǎng)強(qiáng)大于放電起始場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，雖直流電壓下：當(dāng)氣隙中的場(chǎng)強(qiáng)大于放電起始場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，雖然也發(fā)生局部放電，但由此生成的然也發(fā)生局部放電，但由此生成的正、負(fù)離子在電場(chǎng)作用下運(yùn)正、負(fù)離子在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)到氣隙壁上形成與外施電場(chǎng)相反的空間電荷電場(chǎng)?？臻g電荷動(dòng)到氣隙壁上形成與外施電場(chǎng)相反的空間電荷電場(chǎng)?？臻g電荷電場(chǎng)使氣隙中的合成場(chǎng)強(qiáng)下降電場(chǎng)使氣隙中的合成場(chǎng)強(qiáng)下降，放電可能熄滅。待氣隙中的離，放電可能熄滅。待氣隙中的離子經(jīng)過(guò)氣隙表面的電導(dǎo)互相中和后，氣隙中的

26、場(chǎng)強(qiáng)又提高到放子經(jīng)過(guò)氣隙表面的電導(dǎo)互相中和后，氣隙中的場(chǎng)強(qiáng)又提高到放電起始場(chǎng)強(qiáng)，才發(fā)生第二次放電。由于氣隙表面漏導(dǎo)很小，離電起始場(chǎng)強(qiáng)，才發(fā)生第二次放電。由于氣隙表面漏導(dǎo)很小，離子的中和需要較長(zhǎng)時(shí)間（常以秒計(jì)），因此直流電壓作用下局子的中和需要較長(zhǎng)時(shí)間（常以秒計(jì)），因此直流電壓作用下局部放電的危害較交流時(shí)小。部放電的危害較交流時(shí)小。 32 各種絕緣材料耐局部放電的性能有很大差別：各種絕緣材料耐局部放電的性能有很大差別： 云母、玻璃纖維等無(wú)機(jī)材料有很好的耐局部放電云母、玻璃纖維等無(wú)機(jī)材料有很好的耐局部放電能力。旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用云母、樹(shù)脂作為絕緣材料；能力。旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用云母、樹(shù)脂作為絕緣材料； 有機(jī)高分

27、子聚合物等絕緣材料的耐局部放電的性有機(jī)高分子聚合物等絕緣材料的耐局部放電的性能比較差。能比較差。由于各種上述原因，許多高壓電氣設(shè)備都將其局由于各種上述原因，許多高壓電氣設(shè)備都將其局部放電水平作為檢驗(yàn)其絕緣質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。部放電水平作為檢驗(yàn)其絕緣質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。33 3、熱老化、熱老化在較高溫度的長(zhǎng)期作用下，絕緣性能也會(huì)發(fā)生不在較高溫度的長(zhǎng)期作用下，絕緣性能也會(huì)發(fā)生不可逆的劣化，這就是電介質(zhì)的熱老化?？赡娴牧踊@就是電介質(zhì)的熱老化。溫度越高，絕緣老化越快，壽命越短。溫度越高，絕緣老化越快，壽命越短。介質(zhì)的熱老化過(guò)程：介質(zhì)的熱老化過(guò)程： 固體介質(zhì)的熱老化過(guò)程固體介質(zhì)的熱老化過(guò)程受熱受熱帶

28、電粒子熱運(yùn)動(dòng)加劇帶電粒子熱運(yùn)動(dòng)加劇載流子增多載流子增多電導(dǎo)和極電導(dǎo)和極化損耗增大化損耗增大介質(zhì)溫度升高介質(zhì)溫度升高加速老化加速老化 液體介質(zhì)的熱老化過(guò)程液體介質(zhì)的熱老化過(guò)程油溫升高油溫升高氧化加速氧化加速油裂解油裂解分解出多種能溶與油分解出多種能溶與油的微量氣體的微量氣體絕緣破壞絕緣破壞34 熱老化的象征：熱老化的象征： 大多表現(xiàn)為介質(zhì)失去彈性、變脆、發(fā)生龜裂，機(jī)大多表現(xiàn)為介質(zhì)失去彈性、變脆、發(fā)生龜裂，機(jī)械強(qiáng)度降低，也有些介質(zhì)表現(xiàn)為變軟、發(fā)黏、失去定械強(qiáng)度降低，也有些介質(zhì)表現(xiàn)為變軟、發(fā)黏、失去定形、液體酸價(jià)升高。同時(shí)介質(zhì)的電氣性能變壞。形、液體酸價(jià)升高。同時(shí)介質(zhì)的電氣性能變壞。35 熱老化的程

29、度主要決定于熱老化的程度主要決定于溫度溫度及及熱作用的時(shí)間熱作用的時(shí)間。為使絕緣材料有一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的工作壽命，應(yīng)找為使絕緣材料有一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的工作壽命，應(yīng)找出與之相應(yīng)的最高允許工作溫度。出與之相應(yīng)的最高允許工作溫度。所謂最高允許工作溫度，指絕緣即使持續(xù)地在此所謂最高允許工作溫度，指絕緣即使持續(xù)地在此溫度下工作，仍有一定的、經(jīng)濟(jì)合理的工作壽命。溫度下工作，仍有一定的、經(jīng)濟(jì)合理的工作壽命。最高允許工作溫度須經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后才能最高允許工作溫度須經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后才能大致確定。大致確定。IEC將各種電工絕緣材料按其耐熱程度劃將各種電工絕緣材料按其耐熱程度劃分等級(jí)，并確定各等級(jí)絕緣材料的最高允許

30、工作溫度，分等級(jí)，并確定各等級(jí)絕緣材料的最高允許工作溫度，即：即：O (Y)級(jí)級(jí)90、A級(jí)級(jí)105、E級(jí)級(jí)120、B級(jí)級(jí)130、F級(jí)級(jí)155、H級(jí)級(jí)180、C級(jí)級(jí)180。36 絕緣材料的使用溫度超過(guò)規(guī)定溫度，則劣化加速。絕緣材料的使用溫度超過(guò)規(guī)定溫度，則劣化加速。熱老化熱老化8規(guī)則：對(duì)規(guī)則：對(duì)A級(jí)絕緣介質(zhì)，如果使用溫度超級(jí)絕緣介質(zhì)，如果使用溫度超過(guò)規(guī)定值過(guò)規(guī)定值8時(shí)，壽命約縮短一半。時(shí)，壽命約縮短一半。相應(yīng)的對(duì)相應(yīng)的對(duì)B級(jí)絕緣和級(jí)絕緣和H級(jí)絕緣則分別為級(jí)絕緣則分別為10和和12。37 固體介質(zhì)在各種機(jī)械力的作用下會(huì)產(chǎn)生裂縫并逐固體介質(zhì)在各種機(jī)械力的作用下會(huì)產(chǎn)生裂縫并逐漸擴(kuò)大，從而導(dǎo)致介質(zhì)的絕緣

31、性能下降。漸擴(kuò)大，從而導(dǎo)致介質(zhì)的絕緣性能下降。若裂縫中發(fā)生局部放電，介質(zhì)損壞速度加快。若裂縫中發(fā)生局部放電，介質(zhì)損壞速度加快。對(duì)于絕緣子來(lái)說(shuō)，溫度的突變也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。對(duì)于絕緣子來(lái)說(shuō)，溫度的突變也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。對(duì)于電機(jī)絕緣來(lái)說(shuō)，機(jī)械力的作用對(duì)絕緣老化也對(duì)于電機(jī)絕緣來(lái)說(shuō)，機(jī)械力的作用對(duì)絕緣老化也有很大的影響。有很大的影響。4、機(jī)械老化、機(jī)械老化38 電氣設(shè)備的使用壽命一般取決其絕緣的壽命，后電氣設(shè)備的使用壽命一般取決其絕緣的壽命，后者與老化過(guò)程密切相關(guān)。者與老化過(guò)程密切相關(guān)。 絕緣老化的原因主要有熱、電和機(jī)械力的作用，絕緣老化的原因主要有熱、電和機(jī)械力的作用，此外還有水分、氧化、各種射線、微

32、生物等因素此外還有水分、氧化、各種射線、微生物等因素的作用。的作用。 各種原因同時(shí)存在、彼此影響、互相加強(qiáng)，加速各種原因同時(shí)存在、彼此影響、互相加強(qiáng)，加速老化過(guò)程。老化過(guò)程。絕緣老化小結(jié)絕緣老化小結(jié)394-5 液體介質(zhì)的擊穿液體介質(zhì)的擊穿 耐電強(qiáng)度：耐電強(qiáng)度：比氣體高，且具有絕緣、散熱冷卻比氣體高，且具有絕緣、散熱冷卻和滅弧作用。和滅弧作用。 擊穿理論研究現(xiàn)狀：擊穿理論研究現(xiàn)狀：遠(yuǎn)不及氣體介質(zhì)擊穿機(jī)理遠(yuǎn)不及氣體介質(zhì)擊穿機(jī)理研究，目前尚缺乏完善的擊穿理論。研究，目前尚缺乏完善的擊穿理論。 按擊穿機(jī)理分類(lèi)：按擊穿機(jī)理分類(lèi)：純凈的和工程用純凈的和工程用( (非純凈非純凈) )。純凈的液體電介質(zhì)的擊穿

33、機(jī)理：純凈的液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理：（1）電擊穿理論）電擊穿理論（2）氣泡擊穿理論）氣泡擊穿理論工程用的液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理：工程用的液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理：小橋擊穿理論小橋擊穿理論4041（1）純凈的液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理）純凈的液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理 電擊穿理論：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。子在電場(chǎng)中被加速，與液體分子發(fā)生碰撞電離。因液體介質(zhì)的密度比氣體大得多，電子運(yùn)動(dòng)的平因液體介質(zhì)的密度比氣體大得多，電子運(yùn)動(dòng)的平均自由行程短，所以其擊穿場(chǎng)強(qiáng)比氣體高很多。均自由行程短，所以其擊穿場(chǎng)強(qiáng)比氣體高很多。 42氣泡擊穿理

34、論：氣泡擊穿理論：認(rèn)為液體分子由電子碰撞而產(chǎn)認(rèn)為液體分子由電子碰撞而產(chǎn)生氣泡，或在電場(chǎng)作用下因其它原因產(chǎn)生氣泡，生氣泡，或在電場(chǎng)作用下因其它原因產(chǎn)生氣泡，由氣泡內(nèi)的氣體放由氣泡內(nèi)的氣體放 電而引起液體擊穿。電而引起液體擊穿。液體中氣泡產(chǎn)生的原因：液體中氣泡產(chǎn)生的原因：1. 陰極的強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射或熱發(fā)射的電子電流加熱液體介陰極的強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射或熱發(fā)射的電子電流加熱液體介質(zhì)，分解出氣體；質(zhì)，分解出氣體；2. 由電場(chǎng)加速的電子碰撞液體分子，使液體分子解由電場(chǎng)加速的電子碰撞液體分子，使液體分子解離產(chǎn)生氣體；離產(chǎn)生氣體；3. 電極表面吸附的氣泡脫離出來(lái)；電極表面吸附的氣泡脫離出來(lái)；4. 電極上尖的或不規(guī)則的凸起物上

35、的電暈放電引起電極上尖的或不規(guī)則的凸起物上的電暈放電引起液體氣化液體氣化43液體中沿氣泡擊穿過(guò)程：液體中沿氣泡擊穿過(guò)程：交流電壓下串聯(lián)介質(zhì)中交流電壓下串聯(lián)介質(zhì)中 的分布與的分布與 成反比成反比E氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)比液體低得多比液體低得多氣泡先電離氣泡先電離電離產(chǎn)生的帶電粒子撞擊電離產(chǎn)生的帶電粒子撞擊液體分子，使之分解出氣液體分子，使之分解出氣體，擴(kuò)大氣體通道體，擴(kuò)大氣體通道電離的氣泡在電場(chǎng)作用電離的氣泡在電場(chǎng)作用下容易排列形成連通兩下容易排列形成連通兩極的氣體極的氣體“小橋小橋”，擊，擊穿穿沿沿“小橋小橋”通道發(fā)生通道發(fā)生氣泡溫度升高、氣泡溫度升高、體積膨脹、電離體積膨脹、電離進(jìn)一步

36、發(fā)展進(jìn)一步發(fā)展44（2）工程用的（非純凈）液體電介質(zhì)的小橋擊穿理論）工程用的（非純凈）液體電介質(zhì)的小橋擊穿理論 油中雜質(zhì)：油中雜質(zhì)：水分、固體絕緣材料（如紙、布）脫水分、固體絕緣材料（如紙、布）脫落纖維、液體本身老化分解。落纖維、液體本身老化分解。 小橋形成：小橋形成：液體中的雜質(zhì)在電場(chǎng)力的作用下，液體中的雜質(zhì)在電場(chǎng)力的作用下， 在在電場(chǎng)方向定向，并逐漸沿電力線方向排列成電場(chǎng)方向定向，并逐漸沿電力線方向排列成 雜質(zhì)雜質(zhì)的的“小橋小橋”，由于水和纖維的介電常數(shù)分別為，由于水和纖維的介電常數(shù)分別為81和和67，比油的介電常數(shù)，比油的介電常數(shù)1.82.8大得大得 多，從而這多，從而這些雜質(zhì)容易極化并

37、在電場(chǎng)方向定向排列成小橋。些雜質(zhì)容易極化并在電場(chǎng)方向定向排列成小橋。受潮纖維在電極間定向示意圖受潮纖維在電極間定向示意圖(a) 形成形成“小橋小橋”(b) 未形成未形成“小橋小橋”45 小橋發(fā)熱：小橋發(fā)熱：組成小橋的纖維及水分電導(dǎo)大，從而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。使泄漏電流增加，并進(jìn)而使小橋強(qiáng)烈發(fā)熱。 小橋貫穿：小橋貫穿：使油和水局部沸騰汽化，最后沿此使油和水局部沸騰汽化，最后沿此“氣橋氣橋”發(fā)生擊穿。發(fā)生擊穿。 小橋擊穿的特點(diǎn)：小橋擊穿的特點(diǎn)：(1) 與熱過(guò)程緊密相連；與熱過(guò)程緊密相連；(2) 如果間隙較長(zhǎng)則難以形成小橋，但因不連續(xù)的如果間隙較長(zhǎng)則

38、難以形成小橋，但因不連續(xù)的小橋也會(huì)畸變電場(chǎng)，而引起間隙擊穿電壓降低；小橋也會(huì)畸變電場(chǎng)，而引起間隙擊穿電壓降低；(3) 小橋的形成和電極形狀及電壓種類(lèi)有關(guān)：電場(chǎng)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，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。由于作用時(shí)間極短，小橋來(lái)不及形成。46 工程用變壓器油的擊穿有如下特點(diǎn)：在均工程用變壓器油的擊穿有如下特點(diǎn)：在均勻電場(chǎng)中，當(dāng)工頻電壓升高到某值時(shí)，油中可勻電場(chǎng)中，當(dāng)工頻電壓升高到某值時(shí)，油中可能出現(xiàn)一

39、個(gè)火花放電，但旋即消失，油又恢復(fù)能出現(xiàn)一個(gè)火花放電，但旋即消失，油又恢復(fù)其電氣強(qiáng)度；電壓再增油中又可能出現(xiàn)火花，其電氣強(qiáng)度；電壓再增油中又可能出現(xiàn)火花，但可能又旋即消失；這樣反復(fù)多次，最后才會(huì)但可能又旋即消失；這樣反復(fù)多次，最后才會(huì)發(fā)生穩(wěn)定的擊穿發(fā)生穩(wěn)定的擊穿工程用變壓器油的擊穿特點(diǎn)：工程用變壓器油的擊穿特點(diǎn)：472. 電壓作用時(shí)間電壓作用時(shí)間3. 電場(chǎng)均勻度電場(chǎng)均勻度4. 溫度溫度1. 油品質(zhì)的影響：含水量、含纖維量、含氣量油品質(zhì)的影響：含水量、含纖維量、含氣量5. 壓力壓力4-6 影響液體介質(zhì)擊穿的因素影響液體介質(zhì)擊穿的因素48絕緣外殼黃銅電極標(biāo)準(zhǔn)試油杯（圖中尺寸均為標(biāo)準(zhǔn)試油杯（圖中尺寸均

40、為mm）油間隙距離2.5mm 電氣強(qiáng)度、電氣強(qiáng)度、tg、含水量、含水量等等。通常用標(biāo)準(zhǔn)試油杯測(cè)得的工通常用標(biāo)準(zhǔn)試油杯測(cè)得的工頻擊穿電壓來(lái)衡量其品質(zhì)的好壞。頻擊穿電壓來(lái)衡量其品質(zhì)的好壞。判斷油品質(zhì)常用指標(biāo)：判斷油品質(zhì)常用指標(biāo)：49 對(duì)變壓器油，其標(biāo)準(zhǔn)油杯中的擊穿電壓為對(duì)變壓器油，其標(biāo)準(zhǔn)油杯中的擊穿電壓為 Ub 25kV40kV;對(duì)電容器油及電纜油，其標(biāo)準(zhǔn)油杯中的擊穿電壓對(duì)電容器油及電纜油，其標(biāo)準(zhǔn)油杯中的擊穿電壓一般為一般為Ub 50kV60kV。在標(biāo)準(zhǔn)油杯中測(cè)得的油的耐電強(qiáng)度在標(biāo)準(zhǔn)油杯中測(cè)得的油的耐電強(qiáng)度只能作為對(duì)油只能作為對(duì)油的品質(zhì)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，不能用此數(shù)值直接計(jì)算在別的不的品質(zhì)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，不能

41、用此數(shù)值直接計(jì)算在別的不同條件下油間隙的耐受電壓。同條件下油間隙的耐受電壓。50（1）雜質(zhì)以水分，特別是含水纖維的影響最為嚴(yán)重雜質(zhì)以水分，特別是含水纖維的影響最為嚴(yán)重 水分水分：水在油中以溶解狀或懸浮狀存在。溶解狀的水：水在油中以溶解狀或懸浮狀存在。溶解狀的水對(duì)油的耐壓影響不大；懸浮狀的水分易形成小橋，對(duì)對(duì)油的耐壓影響不大；懸浮狀的水分易形成小橋，對(duì)擊穿電壓的影響較大。擊穿電壓的影響較大。 當(dāng)含水量當(dāng)含水量0.020.020.030.03時(shí)，由于過(guò)多的水分將下沉底部，時(shí)，由于過(guò)多的水分將下沉底部，故故抗電強(qiáng)度基本穩(wěn)定抗電強(qiáng)度基本穩(wěn)定51（2）電壓形式的影響）電壓形式的影響油間隙的沖擊擊穿強(qiáng)度比

42、工頻擊穿強(qiáng)度要高得多：油間隙的沖擊擊穿強(qiáng)度比工頻擊穿強(qiáng)度要高得多：雜質(zhì)形成小橋所需的時(shí)間，比氣體放電所需時(shí)間長(zhǎng)。雜質(zhì)形成小橋所需的時(shí)間，比氣體放電所需時(shí)間長(zhǎng)。-1.2/50s波 +1.2/50s波 工頻電壓 稍不均勻電場(chǎng)中變壓器油的擊穿電壓與間距的關(guān)系稍不均勻電場(chǎng)中變壓器油的擊穿電壓與間距的關(guān)系 52 加壓后由于油中加壓后由于油中雜質(zhì)聚集到電極以及雜質(zhì)聚集到電極以及介質(zhì)的發(fā)熱均需要一介質(zhì)的發(fā)熱均需要一定的時(shí)間。定的時(shí)間。 一般一般1 12 2分鐘分鐘后，后，U Ub b不再隨不再隨t t而變。而變。故工頻耐壓試驗(yàn)故工頻耐壓試驗(yàn)t t通常取為通常取為1min1min。533. 電場(chǎng)情況的影響電場(chǎng)

43、情況的影響 工頻或直流電壓下：油的純凈程度較高時(shí)，工頻或直流電壓下：油的純凈程度較高時(shí)，改善電場(chǎng)的均勻程度能使的擊穿電壓明顯提高；改善電場(chǎng)的均勻程度能使的擊穿電壓明顯提高；油中稍有含水、含雜，含氣等擊穿電壓就明顯油中稍有含水、含雜，含氣等擊穿電壓就明顯下降。下降。 在沖擊電壓下，因小橋來(lái)不及形成，電場(chǎng)均勻在沖擊電壓下，因小橋來(lái)不及形成，電場(chǎng)均勻與否對(duì)擊穿電壓無(wú)顯著影響。與否對(duì)擊穿電壓無(wú)顯著影響。54（4）溫度的影響）溫度的影響干燥的油受潮的油標(biāo)準(zhǔn)油杯中變壓器油工頻擊穿電壓與溫度的關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)油杯中變壓器油工頻擊穿電壓與溫度的關(guān)系 干燥油的擊穿強(qiáng)度與溫度沒(méi)有多大關(guān)系 080，Ub提高（水分溶解度增加

44、）溫度再升高，Ub下降（水分汽化）；低于0，Ub提高（水滴凍結(jié)成冰粒） 水當(dāng)水當(dāng)T增加時(shí)：固增加時(shí)：固液液汽汽55(5)壓強(qiáng)的影響壓強(qiáng)的影響變壓器油的工頻擊穿電壓與壓強(qiáng)關(guān)系變壓器油的工頻擊穿電壓與壓強(qiáng)關(guān)系 油中含有氣體油中含有氣體4- 7 提高液體介質(zhì)擊穿電壓的方法提高液體介質(zhì)擊穿電壓的方法n提高并保持油的品質(zhì)提高并保持油的品質(zhì) n提高：去雜質(zhì)、水分、有機(jī)酸提高：去雜質(zhì)、水分、有機(jī)酸:(制造時(shí)過(guò)濾制造時(shí)過(guò)濾) n 去氣體去氣體:(制造時(shí)真空注油制造時(shí)真空注油)n 保持：裝置吸附劑過(guò)濾器，可使正在運(yùn)行的油保持：裝置吸附劑過(guò)濾器，可使正在運(yùn)行的油 n 不斷凈化不斷凈化 n2 覆蓋層覆蓋層在金屬電極

45、上貼固體絕緣薄層，可阻斷雜質(zhì)小橋在金屬電極上貼固體絕緣薄層，可阻斷雜質(zhì)小橋； 通常油本身品質(zhì)越差，電壓作用時(shí)間越長(zhǎng)，效果通常油本身品質(zhì)越差，電壓作用時(shí)間越長(zhǎng)，效果越好。越好。57583 絕緣層絕緣層 當(dāng)覆蓋層厚度增大，本身承擔(dān)一定電壓時(shí)，成為絕當(dāng)覆蓋層厚度增大，本身承擔(dān)一定電壓時(shí)，成為絕緣層。緣層。 用在不均勻電場(chǎng)中，被覆在曲率半徑較小的電極上用在不均勻電場(chǎng)中，被覆在曲率半徑較小的電極上 。4 屏障屏障 放在電極間油間隙中的固體絕緣板放在電極間油間隙中的固體絕緣板 作用：割斷雜質(zhì)小橋的形成作用：割斷雜質(zhì)小橋的形成 使另一側(cè)油隙的電場(chǎng)變均勻使另一側(cè)油隙的電場(chǎng)變均勻在極不均勻場(chǎng)中效果明顯。在極不均

46、勻場(chǎng)中效果明顯。 面積應(yīng)足夠大面積應(yīng)足夠大 。594- 8 組合絕緣的電氣強(qiáng)度 對(duì)高壓電氣設(shè)備絕緣，除了必須有優(yōu)異的電對(duì)高壓電氣設(shè)備絕緣，除了必須有優(yōu)異的電氣性能外，還要求有良好的熱性能、機(jī)械性能及氣性能外，還要求有良好的熱性能、機(jī)械性能及其他物理其他物理-化學(xué)性能，單一品質(zhì)電介質(zhì)往往難以同化學(xué)性能，單一品質(zhì)電介質(zhì)往往難以同時(shí)滿足這些要求，所以時(shí)滿足這些要求，所以實(shí)際絕緣一般采用多種電實(shí)際絕緣一般采用多種電介質(zhì)的組合介質(zhì)的組合。 實(shí)用的絕緣結(jié)構(gòu)實(shí)用的絕緣結(jié)構(gòu) 變壓器：變壓器：外絕緣（瓷套外絕緣（瓷套+空氣）、主絕緣（油空氣）、主絕緣（油-屏障式）屏障式） 電纜、電容器：電纜、電容器：介質(zhì)（紙、

47、高分子薄膜）介質(zhì)（紙、高分子薄膜）+浸漬劑浸漬劑 電機(jī)：電機(jī)：云母云母+浸漬劑等浸漬劑等 套管：套管：油紙絕緣等油紙絕緣等 普遍存在：油紙絕緣普遍存在：油紙絕緣 。60組合絕緣電壓分配原則：組合絕緣電壓分配原則： 各層電介質(zhì)上所承受的場(chǎng)強(qiáng)和介質(zhì)的擊穿場(chǎng)各層電介質(zhì)上所承受的場(chǎng)強(qiáng)和介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)成正比。這時(shí)，各層介質(zhì)絕緣利用最充分，整強(qiáng)成正比。這時(shí)，各層介質(zhì)絕緣利用最充分，整個(gè)組合絕緣能夠承受的場(chǎng)強(qiáng)最高。個(gè)組合絕緣能夠承受的場(chǎng)強(qiáng)最高。 直流下：電壓與電阻成正比（電導(dǎo)）直流下：電壓與電阻成正比（電導(dǎo)） 應(yīng)用：電氣強(qiáng)度高、電導(dǎo)率小用在電場(chǎng)最強(qiáng)處；應(yīng)用：電氣強(qiáng)度高、電導(dǎo)率小用在電場(chǎng)最強(qiáng)處； 交流和沖擊下：電壓與電容成反比（介電常數(shù)）交流和沖擊下：電壓與電容成反比（介電常數(shù)） 應(yīng)用：電氣強(qiáng)度高、介電常數(shù)小用在電場(chǎng)最強(qiáng)處。應(yīng)用：電氣強(qiáng)度高、介電常數(shù)小用在電場(chǎng)最強(qiáng)處。 61一、一、 油油-屏障絕緣和油紙絕緣的特點(diǎn)屏障絕緣和油紙絕緣的特點(diǎn) 1、油、油-屏障絕緣屏障絕緣以油為主要絕緣介質(zhì)的組合絕緣，有很好的冷卻作用。以油為主要絕緣介質(zhì)的組合絕緣，有很