液体电介质的击穿特性

一液体电介质的击穿特性任务：1、熟悉液体电介质击穿机理2、了解影响液体电介质击穿电压的因素3、了解提高液体电介质击穿电压的方法液体电介质不仅具有较高的电气强度，而且它的流动性使其还具有散热和灭弧作用，特别是它和固体电介质一道使用时，可以填充固体介质的空隙，从而大大提高了绝缘的局部放电起始电压和绝缘的电气强度。液体电介质主要有两类：一类是从石油中提炼出来的由各种碳氢化合物组成的矿物油，有变压器油、电容器油和电缆油等；另一类是人工合成的液体介质，有硅油、十二烷基苯和聚丁烯等。目前使用最广泛的是矿物油，而矿物油中又以变压器油的用量最多。液体电介质的击穿特性液体和固体介质广泛用作电气设备的（）。A、内绝缘B、外绝缘C、间隔绝缘D、夹层绝缘A一液体电介质的击穿特性1.纯净液体介质的击穿过程----电击穿2.工程用液体介质的击穿过程----电击穿----气泡击穿(小桥理论)液体介质中的杂质在电场作用下集中于电极间，排成杂质小桥，使泄漏电流增加，局部发热，油及水分汽化，形成气体桥，沿气体桥击穿。一液体电介质的击穿特性纯净液体的电气强度很高，其击穿机理主要是电击穿一液体电介质的击穿特性纯净的液体电介质中总会存在一些离子，它们或由液体分子受自然界中射线的电离作用而产生，或由液体中微量杂质受电场的解离作用而产生。当电场强度超过1MV/cm时，液体电介质中的自由电子，在电场作用下运动、加速、积累能量、碰撞液体分子，而且以一定的概率使液体电介质的分子游离。因碰撞游离而产生的正离子移动至阴极附近，增强了阴极表面的场强，促使阴极发生的电子数增多，这样，电流急剧增加，液体电介质推动绝缘能力，发生击穿。纯净液体电击穿：思考液体介质和气体介质相比，谁的击穿场强高，为什么？答：液体的击穿场强高。由于液体介质的密度比气体的大得多，分子间的距离比气体的小得多，故电子在其中运动的平均自由行程比在气体中短得多，要使电子在较短的自由行程内获得能产生碰撞游离所需要的能量，要求有更高的电场强度。所以液体介质的击穿场强比气体的要高得多。一液体电介质的击穿特性一液体电介质的击穿特性当液体电介质承受较高电场强度时，在其中产生气泡的原因有：（1）在电场作用下运动形成电子电流，使液体发热而分解出气泡；（2）电子在电场中运动，与液体电介质分子碰撞导致液体分子解离产生气泡；（3）电极表面粗糙，突出物处的电晕放电使液体气化生成气泡。气泡击穿：气泡击穿过程（小桥理论）电离的气泡或在电极间形成连续小桥，或畸变了液体电介质中的电场分布，导致液体电介质击穿。可用气泡击穿理论解释，依赖于气泡的形成、发热膨胀、气泡通道扩大并形成小桥，有热过程，属于热击穿范畴.出现气泡足够强的电场作用气泡内的气体电离气泡温度升高气泡体积膨胀电离进一步发展带电粒子撞击液体分子液体分解出气体扩大气体通道一液体电介质的击穿特性电场越均匀、外加电压的作用时间越长，杂质对击穿电压的影响就越大；油品质:油在标准油杯中的工频击穿电压值（kV）。含水量的影响分子状态溶解于油中小水珠状态悬浮于油中--对油的击穿电压影响不大；--会产生极化，在电极间排成导电小桥，对油的击穿电压影响大；水份过多，沉淀在油底部--常温下影响不大，随温度及其他条件的变化可能转化为悬浮状态的水，对油的击穿电压影响大。一液体电介质的击穿特性一液体电介质的击穿特性温度影响水分在油中的存在状态；含气量的影响分子状态溶解于油中----对油的耐电强度影响不大自由状态的气体----在电场作用下，易形成小桥，油的耐电强度明显下降。3、电场的均匀度优质油：改善电场均匀度，能使工频击穿电压显著增大，也能大大提高其冲击击穿电压。品质差的油：改善电场对于提高其工频击穿电压的效果较差。冲击电压下，由于杂质来不及形成小桥，故改善电场总是能显著提高油隙的冲击击穿电压，而与油品质好坏几乎无关一液体电介质的击穿特性4、电压作用时间油的击穿电压与电压作用时间有关。由于油的击穿需要一定的时间，所以油间隙击穿电压会随所加电压作用时间的增加而下降。当电压作用时间较长时，油中杂质有足够的时间在间隙中形成“小桥”，击穿电压下降。对一般不太脏的油做一分钟击穿电压和长时间击穿电压的试验结果差不多，所以做油耐压试验，只做一分钟。一液体电介质的击穿特性5、压力油中含有气体时，不论电场是否均匀，其工频击穿电压都随油的压力增大提高。这是由于压力增大时，气体在油中的溶解量增大，并且气泡的局部放电起始电压也增高之故。电场越均匀，这种关系也越显著。但在冲击电压下，压力对油间隙的击穿电压基本无影响。一液体电介质的击穿特性提高液体介质击穿电压的方法1.提高并保持油的品质（1）过滤（2）防潮（3）祛气（4）防尘一液体电介质的击穿特性一液体电介质的击穿特性一液体电介质的击穿特性一液体电介质的击穿特性（1）覆盖层(<1mm)：切断杂质小桥，用于电场较均匀的场合。（2）绝缘层(几十mm）：改善电场分布，用于极不均匀电场中。（3）屏障（极间障）（2～7mm）防止杂质小桥形成在极不均匀电场中，改变空间电荷分布，均匀电场2.采用固体电介质降低杂质的影响一液体电介质的击穿特性思考为提高油间隙的击穿电压，常采用覆盖和绝缘层的方法，试问这两种方法提高击穿电压的原理是否相同？它们各用于什么场合？答：覆盖是在曲率半径较小的电极上覆以一层很薄的固体绝缘材料，如电缆纸等，它不改变油中的电场分布，但却能起到切断杂质小桥、限制泄漏电流的作用，从而可提高间隙的击穿电压，主要用于电场比较均匀的场合。绝缘层是在曲率半径很小的电极上包缠较厚的电缆纸等固体绝缘材料，它能改善油中的电场分布，从而提高击穿电压。一般用于极不均匀电场中。如何减少液体电介质中杂质的影响？答：过滤、祛气、防潮。一液体电介质的击穿特性下列因素中，不会影响液体电介质击穿电压的是（）。A、电压的频率B、温度C、电场的均匀程度D、杂质A电场越均匀，杂质对液体介质的击穿电压影响就（）。A、越小B、越大C、不变B纯净液体击穿是电击穿不纯净液体击穿理论是小桥理论电场越均匀，杂质更容易形成稳定的小桥，此时电场的均匀度对杂质小桥的形成越大，故对液体介质击穿的影响就越大。相反，电场越不均匀，杂质小桥越不容易形成，杂质对液体击穿电压的影响就越小。一液体电介质的击穿特性下列哪种电介质存在杂质“小桥”现象（）