高电压工程 液体和固体放电3

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1、第11讲液体和固体电介质的电气性能（3）二、液体电介质的击穿1、液体电介质的击穿过程（1）电击穿理论（纯净液体）电子碰撞电离理论，与气体放电的汤逊理论相似。但液体密度大，电子的平均自由行程小，积累能量困难，故纯净液体介质的击穿场强比气体介质高得多。（2）气泡击穿理论（纯净液体）外施电场较高时，液体介质内可能由各种原因产生气泡，而气泡的发展和气泡内的放电导致液体介质击穿。交流电压下，串联介质中电场分布与介质εr成反比。气泡εr=1，小，气泡先电离，带电粒子撞击油分子，使分解气体，导致气体通道扩大，电离的气泡在电场中形成气体“桥”，击穿在通道中发生。郑州大学电气工程学

2、院第11讲液体和固体电介质的电气性能（3）（3）工程液体电介质的击穿杂质：水、纤维等（εr很大）。2、液体电介质的击穿电压常用变压器油、电容器油、电缆油。电场越均匀，杂质对液体介质的击穿电压影响就越大。通常给出的变压器油等的击穿电压数据，是指其多次试验后的平均值。我国用标准油杯来测量击穿电压。郑州大学电气工程学院第11讲液体和固体电介质的电气性能（3）3、影响液体电介质击穿电压的主要因素（1）杂质气体、水分溶解于液体介质，对耐压影响不大。若呈悬浮状态，则易形成“小桥”等而使击穿电压明显下降。电场越均匀，杂质对击穿电压的影响越大，击穿电压的分散性也越大。不均匀电场中

3、，杂质对击穿电压的影响小，局部放电使油扰动，杂质不易形成“小桥”。通常用标准油杯检查油的质量。郑州大学电气工程学院第11讲液体和固体电介质的电气性能（3）（2）温度关系复杂。（3）电压作用时间击穿电压随加电压时间的增加而下降。（4）电场均匀度油纯净程度较高时，改善电场均匀度能使工频或直流电压下的击穿电压明显提高。品质较差的油中，电场均匀的好处并不明显。含杂质油受冲击电压作用，因为杂质来不及形成“小桥”，改善电场均匀度能提高击穿电压。（5）压力工频击穿电压随油的压力增大而升高。郑州大学电气工程学院第11讲液体和固体电介质的电气性能（3）4、减少杂质影响的措施（1）过

4、滤（纤维、部分水分、有机酸等）；（2）防潮；（3）祛气；（4）采用油和固体介质组合（采用覆盖、绝缘层、屏障已减小杂质的影响）；（5）防尘。郑州大学电气工程学院第11讲液体和固体电介质的电气性能（3）三、固体电介质的击穿1、固体电介质的击穿过程（1）电击穿理论固体介质碰撞电离。特点：电压作用时间短，击穿电压高，介质温度不高；击穿场强与电场均匀程度密切相关，而对周围环境温度无关。（2）热击穿理论（3）电化学击穿固体介质在长期工作电压的作用下，由于介质内部发生局部放电等原因，使绝缘劣化，电气强度逐步下降并引起击穿的现象。郑州大学电气工程学院第11讲液体和固体电介质的电气

5、性能（3）2、影响固体介质击穿电压的主要因素（1）电压作用时间（2）温度电击穿与温度无关，热击穿阶段温度越高击穿电压越低。（3）电场均匀程度均匀致密的固体介质如处于均匀电场中，其击穿电压较高，而且与介质厚度的增加近似成直线关系；如在不均匀电场中，则随着介质厚度的增加，电场更不均匀，击穿电压已不随厚度的增加而呈直线上升。郑州大学电气工程学院第11讲液体和固体电介质的电气性能（3）（4）电压种类冲击击穿电压常大于其工频击穿电压，固体介质在直流下的击穿电压常比工频高的多。（5）累积效应（6）受潮（7）机械负荷郑州大学电气工程学院第11讲液体和固体电介质的电气性能（3）四

6、、电介质的其他性能（一）热性能1、电介质的短时耐热性电介质在高温作用下，短时内就能发生明显的变化。电介质在高温作用下，还可能发生明显的化学变化而导致热损坏。2、电介质的热劣化和长期耐热性热劣化—电介质在稍高温度的作用下，发生绝缘性能的不可逆变化。3、电介质的耐热等级4、电介质的耐寒性、耐弧性及其他热性能（二）机械性能（三）吸潮性能（四）化学性能及抗生物性能郑州大学电气工程学院