2023/9/21一、液體電介質的擊穿理論純凈的液體電介質：電擊穿理論；氣泡擊穿理論。工程用液體電介質：氣泡小橋擊穿理論；/222023/9/22液體中因強場發(fā)射等原因產生的電子，在電場中被加速，與液體分子發(fā)生碰撞電離在極不均勻電場中，首先在尖電極附近開始電離，有一個電離開始階段；然后是流注發(fā)展階段，流注是分級地向另一電極發(fā)展，后一級在前一級通道的基礎上發(fā)展，放電通道會出現(xiàn)分枝，最后流注通道貫通整個間隙，即貫通間隙的階段與長空氣間隙的放電過程很相似1.純凈液體電介質的電擊穿理論2023/9/23當外加電場較高時，液體介質內由于各種原因產生氣泡1）電子電流加熱液體，分解出氣體；2）電子碰撞液體分子，使之解離產出氣體；3）靜電斥力，電極表面吸附的氣泡表面積累電荷，當靜電斥力大于液體表面張力時，氣泡體積變大；4）電極凸起處的電暈引起液體氣化。串聯(lián)介質中，場強的分布與介質的介電常數(shù)成反比。氣泡

r=1，小于液體的

r

，承擔比液體更高的場強，而氣體耐電強度卻低，因此，氣泡先行電離。當電離的氣泡在電場中堆積成氣體通道，擊穿在此通道內發(fā)生

/222.純凈液體電介質的氣泡擊穿理論2023/9/24(a)形成“小橋”(b)未形成“小橋”受潮纖維在電極間定向示意圖/223.非純凈液體電介質的小橋擊穿理論液體中的雜質在電場力的作用下，在電場方向定向，并逐漸沿電力線方向排列成雜質的“小橋水分及纖維等的電導大，引起泄漏電流增大、發(fā)熱增多，促使水分汽化、氣泡擴大液體電介質最后在氣體通道中發(fā)生擊穿2023/9/25/22二、影響液體電介質擊穿電壓的因素

耐壓試驗用標準油杯來檢查油的質量平板電極間電場均勻，油中稍有受潮、含雜，擊穿電壓就明顯下降規(guī)程規(guī)定：對于變壓器油，在此油杯中的工頻擊穿電壓要求在25

40kv以上(與設備的額定電壓有關)；電纜和電容器的用油，在油杯中的擊穿電壓常要求在50或60kv以上2023/9/26變壓器油的工頻擊穿電壓和含水量的關系/221.雜質（懸浮水、纖維）雜質的存在將極大地降低液體的擊穿電壓。電場越均勻、電壓作用時間越短，雜質的影響越大。微量水分與變壓器油的擊穿電壓關系如圖2023/9/272.溫度標準油杯中變壓器油工頻擊穿電壓與溫度的關系1-干燥的油；2-受潮的油/22水分在液體中的存在形式受溫度的影響，隨著溫度的升高，水分從冰逐漸轉變?yōu)閼腋顟B(tài)的水滴、溶解狀態(tài)的水和水蒸氣。當水處于溶解狀態(tài)時，對液體的影響最小。2023/9/283.電壓作用時間稍不均勻電場中變壓器油的伏秒特性曲線電壓作用時間越短，液體的擊穿電壓越高，因為形成雜質“小橋”需要時間。2023/9/294.電場均勻程度油的純凈程度較高時，改善電場的均勻程度能使工頻或直流電壓下的擊穿電壓明顯提高。雜質所受的電場力總是指向電場強的區(qū)域。液體電介質擊穿電壓的分散性和電場的均勻程度有關，工頻擊穿電壓的分散性在極不均勻電場中不超過5％，而在均勻電場中可達30

40％。在極不均勻電場中尖端電場產生局部放電，擾動了尖端附近的電場，使得雜質小橋難以形成，從而受雜質的影響減小。2023/9/2105.壓力變壓器油工頻擊穿電壓與壓力的關系/22液體壓力的大小決定了液體中氣泡中的氣壓。氣壓越大其擊穿電壓越大。因為工程液體介質的擊穿是在氣泡中發(fā)生的，因此液體的擊穿電壓水壓力的增大而增大。2023/9/211三、提高液體電介質擊穿電壓的方法1.提高以及保持油的品質采用過濾等手段消除液體中的雜質，并且防止液體與空氣接觸從空氣中吸收水分。該方法能夠避免形成雜質“小橋”，從而達到提高擊穿電壓的目的。2.復蓋層在金屬表面緊貼一層固體絕緣薄層，使“小橋”不能直接接觸電極，從而在很大程度上減小了泄漏電流，阻斷了“小橋”熱擊穿的發(fā)展。適用于油本身品質較差，電場較均勻、電壓作用時間較長的情況。在變壓器中常利用較薄的絕緣紙包裹高壓引線和繞組導線。2023/9/2123.絕緣層在金屬電極表面緊貼較厚的固體絕緣層。因該固體的介電常數(shù)大于液體介質，從而減小了電極附近的電場強度，防止電極附近局部放電的發(fā)生；適用于不均勻電場。在變壓器中常在高壓引線和屏蔽環(huán)包裹較厚的絕緣層。4.屏障是放置在電極間油隙中的固體絕緣板。它能機械地阻隔雜質“小橋”成串，而且能夠在不均勻電場中起到聚集空間電荷、改善電場分布的作用。適用于均勻電場和不均勻電場中電壓作用時間較長的情況。對于作用時間很短的沖擊電壓，則通過阻擋光