第7讲 液体、固体电介质特性(二).ppt

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1、高电压技术液体电介质的击穿液体电介质的击穿理论电击穿理论：认为由电子碰撞而产生电离，发生电子崩、导致电介质击穿；气泡击穿理论：认为由电子碰撞产生气泡，或其他原因产生气泡，由气泡内气体放电引起电介质击穿2（一）电击穿理论用于纯净液体的击穿解释机理：液体电介质中原有的少量自由电子+因场致发射/强电场作用产生的电子，在电场作用下，被加速积累能量、碰撞液体分子发生碰撞电离。→当电场足够强，电子在向阳极运动的过程中，就不断碰撞液体分子发生电离，使电子迅速增加。这样，电流急剧增加，液体电介质失去绝缘能力，发生击穿。类似于汤逊放电理论：液体密度远大于气体，电子的自由行程小，故液体电

2、介质击穿电压远高于气体介质3（二）气泡击穿理论（小桥理论）机理：1）液体中不免有气体（气泡），气泡先发生放电，产生的带电粒子撞击液体分子，使之分解，又产生气泡。气泡逐渐增，形成贯通两级的气泡“小桥”通道，最后击穿在此通道中发生。2）液体中的杂质（水、纤维）容易产生极化，并沿电场方向排列，逐渐形成小桥。杂质的电导大，引起泄漏电流增大，温度升高，水分气化，形成气泡，贯通两级后击穿。主要用于解释不纯净的液体工程实际中使用的液体电介质不可能是纯净的4上次课回顾极化（5种、场强、温度、电源频率，弹性否）介质电导、吸收现象、绝缘电阻介质损耗角正切tanδ（串联、并联模型）及影响因

3、素液体电介质击穿理论（2种）5影响液体电介质击穿的主要因素液体电介质自身品质温度电压作用时间电场均匀程度压力6影响因素－自身品质总的来说，杂质越多，品质越差，击穿电压降低。与水分的关系：与纤维的关系：击穿电压与含水量的关系均匀电场：纤维越多，击穿电压越低（杂质对击穿电压影响大）不均匀电场：高场强处发生的局部放电使液体产扰动，不易形成小桥（杂质影响小）冲击电压：作用时间短，也不易形成小桥。（杂质影响小）击穿电压随含水量的增加而降低；含水量＞0.02%时，多余的水分沉淀到容器底部，击穿电压不再降低7标准油杯用标准油杯来检查油的质量平板电极间电场均匀，油中稍有受潮、含杂，击

4、穿电压就明显下降规程规定:用来灌注高压电力变压器等的变压器油，在此油杯中的工频击穿电压要求在2540kV以上(与设备的额定电压有关)；灌注高压电缆和电容器的用油，在油杯中的击穿电压常要求在50或60kV以上8影响因素－温度干燥的变压器油：击穿电压随温度升高而单调降低；受潮的变压器油：当温度在－5℃以下时，油很稠，小桥排列困难；在0～60℃范围内，由于油中的悬浮状态的水分随温度升高转变为融解状态，击穿电压升高；温度更高时，油中水分开始气化，产生气泡，易形成小桥，又使击穿电压降低。击穿电压与温度的关系较复杂，随液体介质的品质、电场均匀程度、电压形式的不同而不同。9影响因

5、素（3）：电压作用时间击穿电压随加压时间的增加而下降。当液体介质的纯净度及温度提高时，电压作用时间对击穿电压的影响减小。经过长时间工作后，液体介质的击穿电压会缓慢下降，这是由于介质劣化、杂质增多等因素造成的。10影响因素（4）：电场均匀程度液体纯净度高：改善电场的均匀程度能使工频或直流电压下的击穿电压明显提高。液体介质品质较差：因杂质的聚集和排列使电场已畸变，因而改善电场分布提高击穿电压的作用并不明显。11影响因素（5）：压力击穿电压随压力的增大而升高——气体在油中的溶解度增大，气泡数量减少，且气泡的局部放电起始电压也提高。油经过脱气之后，压力对击穿电压的影响减少。1

6、2三、提高液体电介质击穿电压的方法提高以及保持油的品质【清除杂质】：过滤（杂质）防潮（湿度）脱气（气泡）油和固体电介质组合覆盖层（电极表面覆盖一层薄膜，阻止“小桥”形成）绝缘层（曲率半径小的电极表面包裹较厚绝缘层，减小杂质影响，也可耐受一定电压）屏障（间隙中放一层薄膜，阻止“小桥”形成，又能形成空间电荷，改善电场分布）13油－屏障式绝缘油纸绝缘击穿场强可达500－600kV/cm，大大超过各组成成分的电气强度（油~200kV/cm，纸100－150kV/cm）14