高電壓技術(shù)演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有66頁\編輯于星期二高電壓技術(shù)現(xiàn)在是2頁\一共有66頁\編輯于星期二

§3.1氣隙的擊穿時(shí)間完成氣隙擊穿的三個(gè)必備條件：1、足夠大的電場強(qiáng)度或足夠高的電壓；2、在氣隙中存在能引起電子崩并導(dǎo)致流柱和主放電的有效電子；3、需要有一定的時(shí)間，讓放電得以逐步發(fā)展并完成擊穿。完成擊穿所用時(shí)間都以微秒記，在直流和工頻等持續(xù)電壓下，時(shí)間不成問題。但沖擊電壓的有效作用時(shí)間也以微秒記，所以放電時(shí)間就成了重要因素了。

放電的總時(shí)間tb由三部分組成，即

tb=tl+ts+tf

ts——統(tǒng)計(jì)時(shí)延，指從tl到氣隙中出現(xiàn)第一個(gè)有效電子

tf——放電形成時(shí)延，從出現(xiàn)有效電子到最終擊穿。tlag=ts+tf

tlag——放電時(shí)延第七節(jié)放電時(shí)間和沖擊電壓下的氣隙擊穿一、放電時(shí)間tst1tftlagtbUut現(xiàn)在是3頁\一共有66頁\編輯于星期二§3.2氣隙的伏秒特性一.電壓波形（一）直流電壓直流試驗(yàn)電壓大都由交流整流而得，其波形必然有一定的脈動(dòng)，通常所稱的電壓值是指平均值。直流電壓的脈動(dòng)幅值是最大值與最小值之差的—半。紋波系數(shù)為脈動(dòng)幅值與平均值之比。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定被試品上直流試驗(yàn)電壓的紋波系數(shù)應(yīng)不大于3％。（二）工頻交流電壓工頻交流試驗(yàn)電壓應(yīng)近似為正弦波，正負(fù)兩半波相同，其峰值與有效值之比應(yīng)在以內(nèi)。頻率一般在45—65Hz范圍內(nèi)?，F(xiàn)在是4頁\一共有66頁\編輯于星期二

（三）標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓波

用來模擬電力系統(tǒng)中的雷電過電壓波，采用非周期性雙指數(shù)波。如圖T1——視在波前時(shí)間；T2——視在半峰值時(shí)間；Um——沖擊電壓峰值國際電工委員會(huì)(IEC)和我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：T1=1.2μs，

容許偏差±30%；T2=50μs，容許偏差±20%通常寫成1.2/50μs，并可在前面加上正、負(fù)號(hào)表示極性。

（四）標(biāo)準(zhǔn)雷電截波用來模擬雷電過電壓引起氣隙擊穿或外絕緣閃落后出現(xiàn)的截尾沖擊波，如圖。IEC標(biāo)準(zhǔn)和我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：T1=1.2μs，容許偏差±30%；Tc=2～5μs?？蓪懗?.2/2～5μs.0.30.50.9100’T1T2

u/Umt0.900.31

u/Um0’T1Tct標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓波標(biāo)準(zhǔn)雷電截波現(xiàn)在是5頁\一共有66頁\編輯于星期二

（五）標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓波用來等效模擬電力系統(tǒng)中操作過電壓波，一般也用非周期性雙指數(shù)波。IEC標(biāo)準(zhǔn)和我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為[見下左圖]：波前時(shí)間Tcr=250μs,容許偏差±20%；半峰值時(shí)間T2=2500μs,容許偏差±60%?？蓪懗?50/2500μs沖擊波。當(dāng)在試驗(yàn)中上述波形不能滿足要求時(shí)，推薦采用100/2500μs和500/2500μs沖擊波。此外還建議采用一種衰減震蕩波[下右圖]，第一個(gè)半波的持續(xù)時(shí)間在2000～3000μs之間，極性相反的第二個(gè)半波的峰值約為第一個(gè)半波峰值的80%0.510

u/UmTcrT2tu0UmTcrtTcr=1000～1500us標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓波現(xiàn)在是6頁\一共有66頁\編輯于星期二二、伏秒特性氣隙的伏秒特性——在同一波形，不同幅值的沖擊電壓作用下，氣隙上出現(xiàn)的電壓最大值和放電時(shí)間的關(guān)系，稱為該氣隙的伏秒特性。伏秒特性曲線——表示該氣隙伏秒特性的曲線，稱為伏秒特性曲線。50%沖擊擊穿電壓（U50%)——指某氣隙被擊穿的概率為50%的沖擊電壓峰值。沖擊系數(shù)β——U50%與靜態(tài)擊穿電壓Us之比稱為沖擊系數(shù)β。均勻和稍不均勻電場下沖擊擊穿電壓的分散性很小，沖擊系數(shù)β≈1。極不均勻電場中由于放電時(shí)延較長，沖擊系數(shù)β均大于1?，F(xiàn)在是7頁\一共有66頁\編輯于星期二（一）伏秒特性曲線的制作保持一定的沖擊電壓波形不變，而逐級(jí)升高電壓，以電壓為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)，電壓較低時(shí)，擊穿一般發(fā)生在波尾，取該電壓的峰值與擊穿時(shí)刻，得到相應(yīng)的點(diǎn)；電壓較高時(shí)，擊穿一般發(fā)生在波頭，取擊穿時(shí)刻的電壓值及該時(shí)刻，得到相應(yīng)的點(diǎn)；把這些相應(yīng)的點(diǎn)連成一條曲線，就是該氣隙在該電壓波形下的“伏秒特性曲線”。u0t123現(xiàn)在是8頁\一共有66頁\編輯于星期二實(shí)際上伏秒特性具有統(tǒng)計(jì)分散性，是一個(gè)以上下包線為界的帶狀區(qū)域。工程上，通常取“50%伏秒特性曲線”來表征一個(gè)氣隙的沖擊擊穿特性。U50%u0t231現(xiàn)在是9頁\一共有66頁\編輯于星期二（二）伏秒特性曲線的應(yīng)用在保護(hù)設(shè)備和被保護(hù)設(shè)備的絕緣配合上具有重要的意義。是防雷設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)保護(hù)設(shè)備和被保護(hù)設(shè)備的絕緣配合的依據(jù)。舉例：如果一個(gè)電壓同時(shí)作用在兩個(gè)并聯(lián)的氣隙S1和S2上，其中一個(gè)氣隙先被擊穿了，則電壓被短接截?cái)啵硪粋€(gè)氣隙就不會(huì)再被擊穿了。這個(gè)原則如用于保護(hù)裝置和被保護(hù)設(shè)備，那就是前者保護(hù)了后備。設(shè)前者的伏秒特性以S2記之，后者的以S1記之，如圖3-2-6情況?，F(xiàn)在是10頁\一共有66頁\編輯于星期二三.氣隙擊穿電壓的概率分布

不論是在何種電壓作用下，氣隙的擊穿電壓都有一定的分散性，即“擊穿概率分布特性”。研究表明，氣隙擊穿的幾率分布接近正態(tài)分布，通常可以用U50%和變異系數(shù)Z來表示。用作絕緣的氣隙，人們所關(guān)心的不僅是其U50%擊穿電壓，更重要的是其耐受電壓即能確保耐受而不被擊穿的電壓。100%的耐受電壓是很難測的（要做無窮次的實(shí)驗(yàn)），工程實(shí)際中常用對應(yīng)于很高耐受幾率(例如99％以上)的電壓作為耐受電壓?，F(xiàn)在是11頁\一共有66頁\編輯于星期二

前面介紹的不同氣隙在各種電壓下的擊穿特性均對應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)大氣條件和正常的海拔高度。由于大氣的壓力、溫度、濕度等條件都會(huì)影響空氣的密度、電子自由行程長度、碰撞電離及附著過程，所以也必然會(huì)影響氣隙的擊穿電壓。海拔高度的影響與此類似，隨著高度的增加，空氣的壓力和密度均會(huì)下降。正由于此，在不同的大氣條件和海拔高度下所得出的擊穿電壓實(shí)測數(shù)據(jù)都必須換算到某種標(biāo)準(zhǔn)條件下才能互相進(jìn)行比較。我國的國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件為：壓力p0=101.3kpa（760mmHG）；溫度t0=20℃或T0=293K；絕對濕度hc=11g/m3?！?.3大氣條件對氣隙擊穿電壓的影響

現(xiàn)在是12頁\一共有66頁\編輯于星期二在實(shí)際試驗(yàn)條件下的氣隙擊穿電壓U與標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的擊穿電壓U0之間可以通過相應(yīng)的校正因數(shù)進(jìn)行如下?lián)Q算式中Kd——空氣密度校正因數(shù)；Kh——濕度校正因數(shù)?，F(xiàn)在是13頁\一共有66頁\編輯于星期二空氣的密度與壓力和溫度有關(guān)?？諝獾南鄬γ芏仁街衟——?dú)鈮?，kPa；

T——溫度，K。在大氣條件下，氣隙的擊穿電壓隨δ的增大而提高。當(dāng)δ處于0.95～1.05的范圍內(nèi)時(shí)，氣隙的擊穿電壓幾乎與δ成正比，即此時(shí)的空氣密度校正因數(shù)Kd≈δ，因而

U

≈δU0氣隙不長（例如不超過1m）時(shí)，上式能足夠精確的使用于各種電場形式和各種電壓類型下近似的工程估算。一、對空氣密度的校正

現(xiàn)在是14頁\一共有66頁\編輯于星期二研究表明：對更長空氣間隙來說，擊穿電壓與大氣的關(guān)系并不是一種簡單的線形關(guān)系。而是隨電極形狀、電壓類型和氣隙長度而變化的復(fù)雜關(guān)系。Kd如下式計(jì)算式中指數(shù)m，n與電極形狀、氣隙長度、電壓類型及極性有關(guān)，值在0.4～1.0的范圍內(nèi)變化，具體取值可參考有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定?，F(xiàn)在是15頁\一共有66頁\編輯于星期二大氣中的水分子能夠俘獲自由電子而形成負(fù)離子，這對氣體的放電過程起著抑制作用，可見大氣的濕度越大，氣隙的擊穿電壓也會(huì)增高。在均勻和稍不均勻電場中，放電開始時(shí)，整個(gè)氣隙的電場強(qiáng)度都很大，電子運(yùn)動(dòng)速度較快，不易被水分子俘獲，因而濕度影響不太明顯，可以忽略不計(jì)。例如用球隙測量高電壓時(shí)，只要按空氣相對密度校正其擊穿電壓就可以了，而不必考慮濕度的影響。在極不均勻電場中，濕度影響就很明顯了，可用下面的濕度校正因數(shù)來校正。

Kh=kω式中因數(shù)k與絕對溫度和電壓類型有關(guān)，而指數(shù)ω之值取決于電極形狀、氣隙長度、電壓類型及其極性。具體值亦可參考有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。

二、對濕度的校正

現(xiàn)在是16頁\一共有66頁\編輯于星期二我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對于安裝在海拔高于1000m、但不超過4000m處的電力設(shè)施外絕緣，其試驗(yàn)電壓U應(yīng)為平原地區(qū)外絕緣的試驗(yàn)電壓Up乘以海拔校正因數(shù)Kn，即

U=KaUp(2-9)式中H——安裝點(diǎn)的海拔高度，m。三、對海拔的校正

現(xiàn)在是17頁\一共有66頁\編輯于星期二§3.4氣隙的擊穿電壓一、較均勻電場氣隙的擊穿電壓1.在均勻電場中，電場是對稱的，故擊穿電壓與電壓極性無關(guān)，由于間隙各處的場強(qiáng)大致相等，不可能出現(xiàn)持續(xù)的局部放電，故起始放電電壓就等于氣隙的擊穿電壓。不同電壓波形作用下，擊穿電壓實(shí)際上相同，且分散性很小，對于空氣，可以用以下的經(jīng)驗(yàn)公式表示：[KV（peak）]式中——空氣的相對密度S——?dú)庀兜木嚯x，cm現(xiàn)在是18頁\一共有66頁\編輯于星期二2.稍不均勻電場稍不均勻電場的結(jié)構(gòu)形式有多種多樣，常遇到的較典型的電場結(jié)構(gòu)形式有；球—球、球—板、圓柱—板、兩同軸圓筒、兩平行圓柱、兩垂直圓柱等。對這些較簡單的、有規(guī)則的、較典型的電場，有相應(yīng)的計(jì)算擊穿電壓的經(jīng)驗(yàn)公式或曲線，而用時(shí)，可參閱有關(guān)的手冊和資料。3.影響稍不均勻電場間隙擊穿電壓的因素：電場結(jié)構(gòu)、大氣條件、還有鄰近效應(yīng)等?，F(xiàn)在是19頁\一共有66頁\編輯于星期二二、不均勻電場氣隙的擊穿電壓不均勻電場的特征：各處場強(qiáng)差別很大，在所加電壓小于整個(gè)間隙擊穿電壓時(shí)，可能出現(xiàn)局部的持續(xù)的放電。由于持續(xù)的局部放電的存在，空間電荷的積累對擊穿電壓的影響很大，導(dǎo)致顯著的極性效應(yīng)。對很不均勻電場，只要宏觀上保持原有的電場布局和氣隙最小距離不變，則電極的具體形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)的改變，對擊穿電壓的影響不大。預(yù)先對幾種典型的電場的氣隙，如棒—棒或線—線、棒—板或線—板作出擊穿電壓和氣隙距離的關(guān)系曲線，在工程上遇到的各種不均勻電場，其擊穿電壓可以參照與接近的典型氣隙的擊穿電壓來估計(jì)?，F(xiàn)在是20頁\一共有66頁\編輯于星期二(一)直流電壓作用下總結(jié)：現(xiàn)在是21頁\一共有66頁\編輯于星期二（二）工頻電壓作用下:表示中等距離空氣間隙的工頻擊穿電壓曲線圖3-5-2棒—棒和棒和板空氣間隙的工頻擊穿電壓與間隙距離的關(guān)系結(jié)論:擊穿總是發(fā)生在棒極為正半波時(shí)。現(xiàn)在是22頁\一共有66頁\編輯于星期二結(jié)論:氣隙較大時(shí)（S大于2.5m），擊穿電壓與距離關(guān)系出現(xiàn)了明顯的飽和趨向，特別是棒—板氣隙，其飽和趨向更明顯?，F(xiàn)在是23頁\一共有66頁\編輯于星期二（三）雷電沖擊電壓作用下實(shí)驗(yàn)表明，導(dǎo)線—平板氣隙的U50%與棒—板氣隙的十分接近（不論正/負(fù)極性），在缺乏線—板擊穿電壓的具體數(shù)據(jù)的時(shí)候，可以用棒—板的擊穿數(shù)據(jù)來估計(jì)。(圖3-5-4)另外，棒—棒和棒—板的擊穿電壓曲線是各種不均勻電場氣隙擊穿電壓曲線的上下包絡(luò)線，這點(diǎn)對設(shè)計(jì)很有用?，F(xiàn)在是24頁\一共有66頁\編輯于星期二圖3-5-4氣隙的沖擊擊穿電壓與距離的關(guān)系現(xiàn)在是25頁\一共有66頁\編輯于星期二（四）操作沖擊電壓作用下1.波形的影響：一般均指“正極性”情況。圖3-5-8不同性質(zhì)電壓作用下棒—板氣隙的擊穿電壓與氣隙距離的關(guān)系現(xiàn)在是26頁\一共有66頁\編輯于星期二2.飽和現(xiàn)象：長氣隙在操作電壓作用下呈現(xiàn)顯著的“飽和現(xiàn)象”。圖3-5-9棒—棒和棒-板間隙的操作沖擊擊穿電壓現(xiàn)在是27頁\一共有66頁\編輯于星期二3.分散性大（五）疊加性電壓作用下工程實(shí)際中，作用在氣隙上的電壓常常是由不同性質(zhì)電壓疊加的，而不是單一性質(zhì)的。注意：同一氣隙對疊加性電壓的、耐受程度與對單一性電影的耐受程度是不同的。當(dāng)工作電壓是穩(wěn)態(tài)直流時(shí)，兩者的差異更顯著?，F(xiàn)在是28頁\一共有66頁\編輯于星期二§3.5提高氣隙擊穿電壓的方法一、改善電場分布一般說來，電場分布越均勻，氣隙的擊穿電壓就越高。故如能適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)電極形狀．增大電極的曲率半徑，改善電場分布，就能提高氣隙的擊穿電壓。不僅要注意改善高壓電極的形狀以降低該電極旁邊的局部場強(qiáng)，還要注意改善接地電極和中間電極的形狀，以降低該電極旁邊的局部場強(qiáng)。常用辦法：增大電極的曲率半徑（簡稱屏蔽）?，F(xiàn)在是29頁\一共有66頁\編輯于星期二二、采用高度真空從氣體撞擊游離的理論可知，將氣隙抽成高度的真空能抑制撞擊游離的發(fā)展，提高氣隙的擊穿電壓。注意：高真空中，擊穿機(jī)理發(fā)生了變化，撞擊電離的機(jī)制不起主要作用，而擊穿與強(qiáng)場發(fā)射有關(guān)。應(yīng)用：真空斷路器中用作絕緣和滅弧。三、增高氣壓增高氣體的壓力可以減小電子的平均自由行程，阻礙撞擊游離的發(fā)展．從而提高氣隙的擊穿電壓。在一定的氣壓范圍內(nèi)，增高氣壓對提高氣隙的擊穿電壓是極為有效的。但是容器的密封比較困難，即使做到了密封，造價(jià)也比較昂貴?，F(xiàn)在是30頁\一共有66頁\編輯于星期二四、采用高耐電強(qiáng)度氣體鹵族元素的氣體：六氟化硫（SF6）、氟里昂（CCl2F2）等耐電強(qiáng)度比氣體高的多，采用該氣體或在其他氣體中混入一定比例的這類氣體，可以大大提高擊穿電壓。鹵族物有高耐電強(qiáng)度的原因：⑴鹵族元素（尤其是F和CL）分子具有很強(qiáng)的電負(fù)性，易俘獲電子形成負(fù)離子，使電離能力很強(qiáng)的電子數(shù)減少，且形成負(fù)離子以后，易與正離子相復(fù)合。⑵這些氣體的分子量較大，分子直徑較大，使電子在其中的自由程縮短，不易積聚能量，從而減小了其撞擊電離的能力。現(xiàn)在是31頁\一共有66頁\編輯于星期二高耐電強(qiáng)度氣體除了具有較高的耐電強(qiáng)度以外，還應(yīng)具有較好的物理化學(xué)性能，才能在工程上得到廣泛應(yīng)用。如：⑴液化溫度要低。在大氣壓力下和常溫下是液態(tài)的物質(zhì)，不能采用。(如CCL4在大氣壓力下和常溫下是液態(tài))⑵有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。不易腐蝕其他材料，不易燃，不易爆，無毒，即使在放電的過程中也不易分解等。⑶對環(huán)境無明顯的負(fù)面影響。（氟里昂對大氣中的臭氧層有破壞作用，故不能采用。）⑷有實(shí)用的經(jīng)濟(jì)性，能大量的供應(yīng)。

SF6氣體得到了廣泛的應(yīng)用。用于高壓斷路器、高壓充氣電纜、高壓電容器等，以及用SF6絕緣的全封閉組合電器?，F(xiàn)在是32頁\一共有66頁\編輯于星期二五、SF6氣體的應(yīng)用SF6氣體除了具有很高的電氣強(qiáng)度以外，還具有優(yōu)異的滅弧能力。利用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧媒質(zhì)制成的各種電力設(shè)備和封閉式組合電器具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，如大大節(jié)省占地面積和空間體積、運(yùn)行安全可靠、簡化安置維護(hù)等，發(fā)展前景十分廣闊?，F(xiàn)在是33頁\一共有66頁\編輯于星期二第三章作業(yè)：

1、什么叫間隙的伏秒特性曲線?它有什么作用?2、試舉例提高氣隙（氣體間隙）擊穿電壓的各種方法?，F(xiàn)在是34頁\一共有66頁\編輯于星期二第四章固體、液體和組合絕緣的

電氣強(qiáng)度第一節(jié)固體介質(zhì)的擊穿特性第二節(jié)液體電介質(zhì)的擊穿特性現(xiàn)在是35頁\一共有66頁\編輯于星期二§4.1固體電介質(zhì)的擊穿特性一.固體擊穿理論

電擊穿理論：類似于氣體電介質(zhì)那樣，由于電場的作用使電介質(zhì)中的某些帶電質(zhì)點(diǎn)積聚的數(shù)量和移動(dòng)的速度達(dá)到一定程度時(shí)，使電介質(zhì)失去了絕緣的性能，形成導(dǎo)電通道，這樣的擊穿稱為電擊穿。熱擊穿理論：在電場的作用下，由于電介質(zhì)損耗和泄漏等原因而使固體電介質(zhì)內(nèi)發(fā)的的熱量大于散失的熱量，使介質(zhì)溫度不斷上升，最終造成介質(zhì)本身的破壞，轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電通道，這樣的擊穿稱為熱擊穿。電化學(xué)擊穿理論：固體介質(zhì)在長期工作電壓的作用下，由于介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電等原因，是絕緣劣化、電氣強(qiáng)度逐步下降并引起擊穿的現(xiàn)象稱為電化學(xué)擊穿。在臨近最終擊穿階段，可能因劣化處溫度過高而以熱擊穿形式完成，也可以因劣化后電氣強(qiáng)度下降而以電擊穿形式完成?，F(xiàn)在是36頁\一共有66頁\編輯于星期二二.影響固體介質(zhì)擊穿電壓的主要因素電壓的作用時(shí)間溫度電場均勻度和介質(zhì)厚度電壓頻率受潮度的影響機(jī)械力的影響多層性的影響累積效應(yīng)的影響現(xiàn)在是37頁\一共有66頁\編輯于星期二三.提高固體擊穿電壓的方法1.改進(jìn)絕緣的設(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)度能與共所承擔(dān)的場強(qiáng)有適當(dāng)?shù)呐浜?；改善電極形狀及表面光潔度，盡可能使電場分布均勻，把邊緣效應(yīng)減到最??；改善電極與絕緣體的接觸狀態(tài)，消除接觸處的氣隙或使接觸處的氣隙不承受電位差。2.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，使固體介質(zhì)盡可能做得均勻致密。這可以通過精選材料、改善工藝、真空干燥、加強(qiáng)浸漬等方法來實(shí)現(xiàn)。3.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)散熱冷卻?，F(xiàn)在是38頁\一共有66頁\編輯于星期二四.固體介質(zhì)的老化老化——電氣設(shè)備的絕緣在長期運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生一系列物理變化(如固體介質(zhì)軟化或熔解,低分子化合物及增塑劑的揮發(fā))和化學(xué)變化(如氧化,電解,電離,生成新物質(zhì)),致使其電氣,機(jī)械及其他性能逐漸劣化。1.環(huán)境老化：光氧老化（主要）、臭氧老化、鹽霧酸堿等污染性化學(xué)老化。2.電老化：電介質(zhì)在電場的長時(shí)間作用下，會(huì)逐漸發(fā)生某些物理化學(xué)變化(例如電解、電離、氧化等)，形成新的物質(zhì)，逐漸使介質(zhì)的物理、化學(xué)性能發(fā)生不可逆的劣化，最終尋致被擊穿，這個(gè)過程稱為電老化。現(xiàn)在是39頁\一共有66頁\編輯于星期二3.熱老化：在較高溫度下，固體介質(zhì)會(huì)逐漸熱老化。熱老化的主要過程為熱裂解、氧化裂解、交聯(lián)、以及低分子揮發(fā)物的進(jìn)出。熱老化的象征大多為介質(zhì)失去彈性,變僵硬，變脆．發(fā)生龜裂。設(shè)備“絕緣壽命”與其“工作溫度”之間的關(guān)系：蒙辛格熱老化規(guī)則:該類設(shè)備絕緣的工作溫度如提高10℃（或8℃，6℃），絕緣壽命便縮短到原來的一半?，F(xiàn)在是40頁\一共有66頁\編輯于星期二§4.2液體電介質(zhì)的擊穿特性一、擊穿理論（一）電子碰撞電離理論當(dāng)外電場足夠強(qiáng)時(shí)，在陰極產(chǎn)生的強(qiáng)場發(fā)射或因肖特基效應(yīng)發(fā)射的電子將被電場加速而具有足夠的動(dòng)能，在碰撞液體分子是可引起電離，使電子數(shù)加倍，形成電子崩。與此同時(shí)由碰撞電離產(chǎn)生的正離子將在陰極附近集結(jié)詞性成空間電荷層，增強(qiáng)了陰極附近的電場，使陰極發(fā)生的電子數(shù)增多；當(dāng)外加電壓增大到一定程度時(shí)，電子崩電流回急劇增大，從而導(dǎo)致液體介質(zhì)的擊穿。現(xiàn)在是41頁\一共有66頁\編輯于星期二（二）氣泡擊穿理論

在交流電壓下，串聯(lián)介質(zhì)中的電場分布是與介質(zhì)的εr成反比的。由于氣泡的εr最小（≈1），其電氣強(qiáng)度又比液體介質(zhì)低得多，所以氣泡先發(fā)生電離。氣泡電離后溫度上升、體積膨脹、密度減小，這促使電離近一步發(fā)展。電離產(chǎn)生的帶電離子撞擊油分子，使它又分解出氣體，導(dǎo)致氣體通道擴(kuò)大。如果許多電離的氣泡在電場中排列成氣體小橋，擊穿就可能在此通道中發(fā)生。又稱為小橋理論?，F(xiàn)在是42頁\一共有66頁\編輯于星期二三、提高液體擊穿電壓的方法1.提高并保持油品質(zhì)2.覆蓋3.絕緣層4.極間障二、影響液體擊穿電壓的因素1.液體本身的介質(zhì)品質(zhì)2.電壓作用的時(shí)間3.電場情況4.溫度5.壓強(qiáng)現(xiàn)在是43頁\一共有66頁\編輯于星期二第四章作業(yè)：1、液體的熱擊穿的發(fā)生過程?，F(xiàn)在是44頁\一共有66頁\編輯于星期二電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)概述為了保證電氣設(shè)備乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,必須恰當(dāng)?shù)倪x擇各種電氣設(shè)備的絕緣(包括絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)),使之具有一定的電氣強(qiáng)度,并且使絕緣在運(yùn)行過程中保持良好的狀態(tài).但是由于種種原因,絕緣仍然是電力系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié),絕緣故障通常是引發(fā)電力系統(tǒng)事故的首要原因。電介質(zhì)理論仍遠(yuǎn)未完善,各種絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)的電氣性能還不能僅依靠理論分析計(jì)算來解決問題,而必須同時(shí)借助于各種絕緣試驗(yàn)來檢驗(yàn)和掌握絕緣的狀態(tài)和性能,各種試驗(yàn)結(jié)果也往往成為絕緣設(shè)計(jì)的依據(jù)和基礎(chǔ)。一、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的必要性現(xiàn)在是45頁\一共有66頁\編輯于星期二絕緣試驗(yàn)按后果分可分為:非破壞性試驗(yàn)和破壞性試驗(yàn).①非破壞性試驗(yàn)主要檢測絕緣除電氣強(qiáng)度以外的其他電氣性能,是在較低電壓下或用其他不損傷絕緣的方法進(jìn)行的,具有非破壞性的特性.

②破壞性試驗(yàn)則檢測絕緣的電氣強(qiáng)度,如耐壓試驗(yàn)和擊穿試驗(yàn),具有破壞性的特征,所加的試驗(yàn)電壓很高,以考驗(yàn)絕緣耐受各種過電壓的能力,試驗(yàn)過程有可能給被試絕緣帶來不可逆轉(zhuǎn)的局部損傷或整體損壞.

為了準(zhǔn)確全面的掌握電氣設(shè)備絕緣的狀態(tài)和性能,這兩類試驗(yàn)都是不可缺少的,為了避免不必要的損失,一般將破壞性耐壓試驗(yàn)放到非破壞性試驗(yàn)合格通過之后再進(jìn)行二、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的定義現(xiàn)在是46頁\一共有66頁\編輯于星期二三、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的分類：絕緣試驗(yàn)檢查性試驗(yàn)（非破壞性試驗(yàn)）耐壓試驗(yàn)（破壞性試驗(yàn)）1.工頻高壓試驗(yàn)2.直流高壓試驗(yàn)3.沖擊高壓試驗(yàn)

1.絕緣電阻與吸收比的測量2.泄漏電流的測量

3.介質(zhì)損耗角正切的測量4.局部放電的測量現(xiàn)在是47頁\一共有66頁\編輯于星期二§5-1測定絕緣電阻

絕緣電阻是反映絕緣性能的最基本的指標(biāo)之一，通常用兆歐表來測量。絕緣電阻——電介質(zhì)在加壓無窮長時(shí)間測得的電阻稱為絕緣電阻。一般情況下，

R60接近于穩(wěn)態(tài)絕緣電阻值，實(shí)際中常用R60代替之，即R60≈R∞.現(xiàn)在是48頁\一共有66頁\編輯于星期二1.兆歐表的原理電壓線圈LV和電流線圈LA相互垂直地固定在同一轉(zhuǎn)軸上，并處在同一個(gè)永久磁場中。儀表的指針也固定在此轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸上沒有裝彈簧游絲，所以當(dāng)線圈中沒有電流時(shí)，指針可停在任一偏轉(zhuǎn)角的位置。當(dāng)測量某一試品Rx時(shí)，流過線圈LV和LA的電流使其產(chǎn)生兩個(gè)相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，在兩轉(zhuǎn)矩差值的作用下,線圈帶動(dòng)指針旋轉(zhuǎn),直到兩個(gè)轉(zhuǎn)矩相互平衡時(shí)為止。即：或現(xiàn)在是49頁\一共有66頁\編輯于星期二2.兆歐表測量套管絕緣的接線線路端子（L）接被試品的高壓導(dǎo)體；接地端子（E）接被試品外殼或地；屏蔽端子（G）接被試品的屏蔽環(huán)或別的屏蔽電極.體積絕緣電阻的測量：按圖5-1-2所示接線,在心柱出頭附近的套管表面圈一金屬屏蔽環(huán)極,就經(jīng)由端子G直接流回發(fā)電機(jī)負(fù)極.通過體積絕緣電阻的漏導(dǎo)電流流經(jīng)電流測量線圈,從而反映到指針的偏轉(zhuǎn)中去?，F(xiàn)在是50頁\一共有66頁\編輯于星期二測量絕緣電阻能有效地發(fā)現(xiàn)下列缺陷：1.總體絕緣質(zhì)量欠佳；2.絕緣受潮；3.兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道；4.絕緣表面情況不良。（比較有無屏蔽極時(shí)所測值即可知）測量絕緣電阻不能發(fā)現(xiàn)下列缺陷：1.絕緣中的局部缺陷；2.絕緣的老化?，F(xiàn)在是51頁\一共有66頁\編輯于星期二吸收比K——絕緣體在加電壓60s與15s時(shí)分別所測得的絕緣電阻值的比值，稱為吸收比。即作為相互比較的共同標(biāo)準(zhǔn)。如果絕緣良好，則比值應(yīng)大于某一定值。極化指數(shù)P——絕緣體在加電壓后10min和1min分別所測得的絕緣電阻值的比值，稱之為極化指數(shù)，即

極化指數(shù)P是用來反映大中型電氣設(shè)備的絕緣狀況，如絕緣良好，則此比值應(yīng)不小于某一定值?，F(xiàn)在是52頁\一共有66頁\編輯于星期二§5-2測定泄漏電流泄漏電流的測量原理和絕緣電阻的測量原理一致，本試驗(yàn)是將直流高壓加到被試品上，測量流經(jīng)被試絕緣的泄漏電流，實(shí)際上也就是測量絕緣電阻。一、泄漏電流測量的特點(diǎn):1．加在試品上的直流高壓比兆歐表的工作電壓高得多,能發(fā)現(xiàn)兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷。2．兆歐表刻度的非線性度很強(qiáng)，尤其在接近高量程段，刻度甚密，難以精確分辨。微安表的刻度則基本上是線性的，能精確讀取?，F(xiàn)在是53頁\一共有66頁\編輯于星期二2．由于施加在試品上的直流高壓是逐漸增大的,所以可以在升壓過程從所測電流與電壓關(guān)系的線性度，即可指示絕緣情況。(如下圖)發(fā)電機(jī)的泄漏電流變化曲線泄漏電流i（μA)1曲線1-良好絕緣

曲線2-受潮絕緣曲線3-有集中性缺陷的絕緣曲線4-有危險(xiǎn)的集中性缺陷的絕緣234現(xiàn)在是54頁\一共有66頁\編輯于星期二二、試驗(yàn)接線圖TVRVCPV2PV1μAaTOμAb泄漏電流試驗(yàn)接線圖~現(xiàn)在是55頁\一共有66頁\編輯于星期二測量泄漏電流的兩種測試電路現(xiàn)在是56頁\一共有66頁\編輯于星期二1.微安表接在被試品低壓側(cè)和大地之間：