轨道交通高电压设备测试课件 任务1.2液体固体介质绝缘特性测试

项目1电介质绝缘特性测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试

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一般气体电介质的极化、电导和损耗都很微弱,可忽略不计,需要注意的是液体和固体电介质的特性,所以需要对液体和固体电介质进行绝缘特性测试。那如何对液体和固体电介质进行绝缘特性测试？

知识目标

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INTERNALUSEONLY1.掌握液体放电理论

2.熟悉电介质的基本特性

3.掌握固体放电的击穿特性

能力目标

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INTERNALUSEONLY1.能用高压测试装置进行气隙放电的测试

2.能够在专人监护和配合下独立完成整个测试过程

3.能根据相关标准、规程对测试结果做出正确的判断和比较全面的分析ContentRequirementsCoursewareMakingTemplateofCCPress仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY理论知识一.

介质的极化电导和损耗Learningcontent02

电导03

损耗01极化极化01轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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电介质(dielectric):

能在其中建立静电场的物质称为电介质。

电介质在电气工程上大量用作绝缘材料，电容器的介质及特殊电介质器件。

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INTERNALUSEONLY此处可为课程名称（每章节不变化)也可为章节名称（每章节变化）电介质的分类电介质按物态分气态液态固态按化学结构分非极性

及弱极性

：氮气等

离子性：

石英、电瓷

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INTERNALUSEONLY极化的定义电介质在电场中发生的束缚电荷的弹性位移和偶极子的转向现象。

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INTERNALUSEONLY相对介电常数设平板电极处于真空中，其电容量为C0，则

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INTERNALUSEONLY相对介电常数

相对介电常数固体介质表面出现束缚电荷

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INTERNALUSEONLY常用电介质的介电常数(episilon)

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INTERNALUSEONLY极化的基本形式电子式极化离子式极化偶极子转向极化夹层（界面）极化

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INTERNALUSEONLY电子式极化

极化机理：电子偏离轨道介质类型：所有介质建立极化时间：极短，10-14

10-15s极化程度影响因素： 电场强度（有关）随外电场的增强而增大 电源频率（无关） 温度（无关）极化弹性：弹性消耗能量：无

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INTERNALUSEONLY极化机理：正负离子位移介质类型：离子性介质建立极化时间：极短10-12~10-13s极化程度影响因素：电场强度（有关），随外电场的增强而增大温度（随温度升高而增加，离子结合力）

电源频率（无关）极化弹性：弹性消耗能量：无

离子式极化

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INTERNALUSEONLY夹层（界面）极化

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INTERNALUSEONLY一般情况下：

电荷从t=0到t=∞时会重新分配，在介质的交界面处积累电荷。这些电荷形成的极化形式称夹层式（界面）极化。夹层（界面）极化

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INTERNALUSEONLY极化机理：各层介质发生极化，产生电荷积累介质类型：不均匀夹层介质中建立极化时间：很长，从数s到数h极化程度影响因素：

电场强度（有关） 电源频率（低频下存在） 温度（有关）极化弹性：非弹性消耗能量：有

夹层（界面）极化轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY选择电容器的介质时，希望大；选择其他绝缘结构的材料，希望小。组合绝缘的配合。如油纸绝缘、气泡局放。极化形式关系到介损，即材料的发热、劣化。在绝缘预防性实验中，夹层极化可用来判断绝缘受潮情况。极化的意义电导02轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY主要知识点电导的定义电介质电导与金属电导的区别吸收现象影响电介质电导的主要因素电导在工程实际中的应用轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY电导的定义

电场作用下，电介质中的带电质点作有向移动而形成电流的现象。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY电介质电导与金属电导的区别

(1)电介质电导是离子性的，而金属电导是电子性的；

(2)电介质电导很小，金属电导很大；

(3)电介质电导具有正的温度系数，金属电导具有负的温度系数。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY吸收现象

加直流电压U于介质时，其中流过的电流可分解为三个分量轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY吸收现象ic---电容电流分量：电源对几何电容充电及无损极化所引起的电流；存在时间短，很快衰减至零；

ia---吸收电流分量：由有损极化所引起的电流；衰减较慢，存在时间长---此缓慢衰减过程称为吸收现象；Ig---泄漏电流分量：由电介质中的离子移动引起；不随时间改变。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY电介质的绝缘电阻：吸收现象轨道交通高电压设备测试任务1.1气体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY影响电介质电导的主要因素

(1)温度

离子电导随温度的升高而增加。A、B---常数T—绝对温度(2)杂质由于杂质中的离子数较多，因此当介质中的杂质增多时，其电导会明显增加。各类杂质中水分的影响最大。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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电导率表征电介质导电性能的主要物理量，其倒数为电阻率。按载流子的不同，电介质的电导又可分为离子电导和电子电导两种。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY1、电子电导：一般很微弱，因为介质中自由电子数极少；如果电子电流较大，则介质已被击穿。2、离子电导：本征离子电导：极性电介质有较大的本征离子电导，电阻率1010～1014杂质离子电导：在中性和弱极性电介质中，主要是杂质离子电导，电阻率1017～1019轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY液体介质分为：中性

弱极性强极性（H2O,醇），电导大，不能做绝缘材料分子的离解度小，电导率小轨道交通高电压设备测试任务1.1气体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY固体电介质的表面电导，主要决定于它表面吸附导电杂质（水、污染物等）的能力及其分布状态。实际测试中，有时表面电导远大于体积电导，这是因为电介质表面很薄的杂质膜的电导很大的缘故。在测量绝缘泄漏电流和绝缘电阻时，要注意屏蔽和正确分析测试结果。

固体电介质的电导轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY（1）串联的多层电介质在直流电压作用下，各层电压分布与电导成反比，因此用于直流的电气设备时要注意所用电介质的电导率，尽量使材料得到合理的使用。电导在工程实际中的应用轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY（2）注意环境湿度对固体电介质表面电导的影响，注意亲水性材料的表面防水处理。（3）在绝缘预防性试验中，通过测量介质的绝缘电阻和泄漏电流来判断绝缘是否存在受潮或其他劣化现象。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY电导的定义电介质电导与金属电导的区别吸收现象影响电介质电导的主要因素电导在工程实际中的应用小结损耗03轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY介质损耗的定义介质损耗的基本形式介质损耗的指标电介质的损耗及其影响因素介质损耗在工程实际中的应用主要知识点轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY介质损耗的定义

在外加电压作用下，电介质在单位时间内消耗的能量称为介质损耗。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY(1)电导损耗：

由电介质中的泄漏电流引起，交、直流电压下都存在，一般很小。

气体、液体和固体电介质中都存在这种形式的损耗。通常，电介质的电导损耗很小，但当电介质受潮、脏污或温度升高时，电导损耗会急剧增大。介质损耗的基本形式轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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(2)极化损耗：

极化损耗是由有损极化（即转向极化和夹层极化）引起的。在偶极性电介质及复合电介质中存在这种形式的损耗。

在直流电压下，由于极化的建立仅在加压瞬间出现一次，与电导损耗相比可以忽略不计。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY在交流电压下，随着电压极性的改变，不断有极化建立，极化损耗的大小与电源的频率有很大关系。在频率不太高时，随频率升高极化损耗增大；当频率超过某一数值后，随频率升高，极化过程反而减弱，损耗减小。介质损耗的基本形式轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY(3)游离损耗：

游离损耗是由气体电介质在电场的作用下出现局部放电引起的。气体电介质及含有气泡的液体、固体电介质中都存在这种形式的损耗。游离损耗仅在外加电压超过一定值时才出现，且随电压升高而急剧增大。这在交、直流电压下都存在。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY在直流电压（低于发生局部放电的电压）作用下，介质中仅有电导损耗，因此可用体积电导率和表面电导率这两个物理量来表征。在交流电压作用下，除电导损耗外，还有极化损耗，仅用电导率来表征介质损耗就不全面了，需要引入一个新的物理量——介质损耗角正切值来表示此时介质中的能量损耗。介质损耗的指标轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY介质损耗的指标电介质等值电路可简化为并联和串联电路两种形式，都能推导出同一公式轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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介质损耗P与外加电压U，电源角频率ω及电介质的等值电容C等因素有关，因此直接用P作为比较各种电介质品质好坏的指标是不合适的。在上述各量均为给定值的情况下，P最后决定于，而是一个无量纲的量，它与电介质的几何尺寸无关，只反映介质本身的性能。因此，在高电压工程中常把作为衡量电介质损耗的指标，称之为介质损耗因数或介质损耗角正切。电介质的损耗及其影响因素轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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气体介质损耗

气体中的电场强度达到放电起始场强E0时，气体中发生局部放电，这时损耗将急剧增大。气体介质的tgδ与电场强度的关系轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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气体电介质的相对介电常数接近1，极化率极小，因此气体电介质损耗仅由电导引起。当外加电压低于气体的起始放电电压时，气体电介质的电导也是极小的，所以气体电介质的损耗很小，受温度和频率的影响都不大。因此，实际工程中，常用气体作为标准电容器的介质。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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损耗主要由电导引起，其损耗率（单位体积电介质的功率损耗）为：式中：-电介质的电导率，S/cm；E-电场强度V/cm。（W/cm2）与温度有指数关系，P0也以指数规律随温度的上升而增大。极性液体介质的损耗与温度的关系如图所示。液体介质损耗（1）中性和弱极性液体介质极性液体介质的tgδ

与温度的关系轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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液体介质损耗（2）极性液体介质在低温时，极化损耗和电导损耗都较小，随着温度的升高，液体的粘度减小，偶极子转向极化增加，电导损耗也在增大，所以总的亦上升，并在t＝t1时达到极大值；轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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在t1<t<t2的范围内，由于分子热运动的增强妨碍了偶极子沿电场方向的有序排列，极化强度反而随温度的上升而减弱，由于极化损耗的减小超过了电导损耗的增加，所以总的曲线随t的升高而下降，并在t=t2时达到极小值。在t>t2以后，由于电导损耗随温度急剧上升、极化损耗不断减小而退居次要地位，因而就随时间t的上升而持续增大。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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f2>f1即频率增高时，

tgδ的极大值出现在较高的温度点。在较高频率下偶极子来不及充分转向，要使转向极化进行的充分，必须减小黏度，即升高温度，使整个曲线右移。极性液体介质的tgδ与频率的关系轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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固体介质损耗(1)无机绝缘材料：云母、陶瓷、玻璃云母：由电导引起损耗，介质损耗小，耐高温性能好，是理想的电机绝缘材料，但机械性能差；电工陶瓷：既有电导损耗，又有极化损耗；20ºC和50Hz时＝2％～5％；玻璃：电导损耗＋极化损耗，损耗与玻璃成分有关。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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固体介质损耗(2)有机绝缘材料非极性有机电介质：只有电子式极化，损耗取决于电导；极性有机电介质：极化损耗使总损耗较大。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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f2>f1即频率增高时，

tgδ的极大值出现在较高的温度点。在较高频率下偶极子来不及充分转向，要使转向极化进行的充分，必须减小黏度，即升高温度，使整个曲线右移。极性液体介质的tgδ与频率的关系轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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介质损耗在工程实际中的应用1）选择绝缘。设计绝缘结构时，必须注意绝缘材料的，过大会引起严重发热，容易使材料劣化，甚至导致热击穿。2）在绝缘预防性试验中判断绝缘状况。当绝缘受潮或劣化时，将急剧上升，绝缘内部是否存在局部放电，也可以通过与U的关系曲线加以判断。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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介质损耗在工程实际中的应用3）介质损耗引起的发热有时也可以利用。例如电瓷生产中对泥坯加热即是在泥坯两端加上交流电压，利用介质损耗发热加速泥坯的干燥过程。由于这种方法是利用材料本身介质损耗的发热，所以加热非常均匀。小结5小结极化损耗电导问题ContentRequirementsCoursewareMakingTemplateofCCPress仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY理论知识二.

液体电介质的击穿Learningcontent02含气纯净液体电介质的气泡击穿理论03工程纯液体电介质的杂质击穿理论01高度纯净去气液体电介质的电击穿理论高度纯净去气液体电介质的电击穿理论01轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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工程上常用的液体电介质有矿物油、植物油（篦麻油）及人工合成油（如硅油、十二烷基苯等）等几类。目前应用最广泛的是从石油中提炼出的矿物油，通过不同程度的提炼可得到应用于不同高压设备中的液体电介质，如变压器油、电缆油和电容器油等。液体电介质的耐电强度一般比气体高，除具有绝缘的作用外，还有冷却、灭弧的作用。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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关于液体电介质击穿的机理，到目前还很不完善。不少研究得到的实验结果差异大，无法进行分析比较。近年来随着液体净化技术不断的提高，建立了一些比较粗糙的液体介质击穿理论。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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①碰撞电离开始作为击穿条件（电击穿理论）

液体介质中由于阴极的场致发射或热发射的电子在电场中被加速而获得动能，在碰撞液体分子时又把能量传递给液体分子，电子损失的能量都用于激发液体分子的热振动。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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②电子崩发展至一定大小为击穿条件

在其他参数一定时，液体介质层的厚度减薄时，击穿场强应增大。含气纯净液体电介质的气泡击穿理论02轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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气泡击穿理论：不论由于何种原因使液体中存在气泡时，由于在交变电压下两串联介质中电场强度与介质介电常数成反比，气泡中的电场强度比液体介质高，而气体的击穿场强又比液体介质低得多，所以总是气泡先发生电离，这又使气泡的温度升高，体积膨胀，电离将进一步发展；而气泡电离产生的高能电子又碰撞液体分子，使液体分子电离生成更多的气体，扩大气体通道，当气泡在两极间形成“气桥”时，液体介质就能在此通道中发生击穿。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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当液体中平均场强达到107～108V/m时，阴极表面微尖端处的场强就可能达到108V/m以上。场致发射，大量电子由阴极表面的微尖端注入到液体中，估计电流密度可达105A/m2以上。单位体积、单位时间中的发热量（=电流密度×电场强度）约为1013J/（s·m3

）当液体得到的能量（转化为热量）等于电极附近液体气化所需的热量时，便产生气泡。1.

热化气击穿轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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在研究气体放电对绝缘油的影响时发现，油在放电作用下产生低分子气体，其中主要是氢气、甲烷等，这种化气过程大致如下：

CnH2n+2→CnH2n+1+H0CmH2m+2→CmH2m+1+H02H0→H2↑CnH2n+1+CmH2m+1→Cn+mH2(n+m)+2其中，H0为氢的游离基。这种化气的作用解释为电离产生的高能电子使液体分子C—H键（C—C键）断裂所致。

2.电离化气击穿轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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当液体介质中电场很强，致使有高能电子出现时，也会发生上述类似的过程，液体放气，这就是电离化气的观点。放电时产生的气体并不是蒸气，而是氢气。

工程纯液体电介质的杂质击穿理论03轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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工程用液体介质或多或少含有一些杂质，在工程纯液体介质的击穿中，这些杂质起决定性作用。杂质大致主要有以下两种工程纯液体电介质的杂质击穿水分固体杂质轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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“小桥”理论认为，由于液体电介质中的水和纤维的相对介电常数（分别为81,6～7）比油的相对介电常数（l.8～2.8）大得多，这些杂质很容易极化并沿电场方向定向排列成杂质的“小桥”。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，而在不均匀电场中，杂质对击穿电压的影响较小。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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影响液体电介质击穿电压的因素(一)水分和其他杂质水在变压器油中有两种状态：①溶解状态:高度分散、且分布非常均匀；②悬浮状态:呈水珠状一滴一滴悬浮在油中。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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在常温下油的含水量对均匀电场油间隙工频击穿电压的影响。当油中含水量达十万分之几时，对击穿电压就有明显影响。当油中还含有其他杂质时，击穿电压的下降程度随杂质的种类和数量而异。在标准油杯中变压器油的工频击穿电压与含水率的关系轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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均匀电场油间隙的工频击穿电压与温度的关系如图所示；(二)油温

击穿电压与温度的关系比较复杂，随电场的均匀度、油的品质以及电压类型的不同而异。在标准油杯中变压器油的击穿电压与温度的关系1-干燥的油;2-受潮的油轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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(三)电场均匀度电场越均匀，杂质对液体介质的击穿电压的影响扰越大。优质油：保持油不变，而改善电场均匀度，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。在冲击电压下，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，而与油的品质好坏几乎无关。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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(四)电压作用时间

油隙的击穿电压会随电压作用时间的增加而下降，加电压时间还会影响油的击穿性质。

从图的两条曲线可以看出：在电压作用时间短至几个微秒时击穿电压很高，击穿有时延特性，属电击穿；变压器油的击穿电压和电压作用时间的关系轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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电压作用时间为数十到数百微秒时，杂质的影响还不能显示出来，仍为电击穿，这时影响油隙击穿电压的主要因素是电场的均匀程度；电压作用时间更长时，杂质开始聚集，油隙的击穿开始出现热过程，于是击穿电压再度下降，为热击穿。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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(五)油压的影响不论电场均匀度如何，工业纯变压器油的工频击穿电压总是随油压的增加而增加，这是因为油中气泡的电离电压增高和气体在油中的溶解度增大的缘故。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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(六）含纤维量的影响当变压器油中有纤维存在时，在电场作用下，纤维将沿着电场方向定向排列，形成“小桥”，使变压器油的击穿电压大为降低。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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（七）含碳量的影响某些电气设备中的绝缘油在运行中常受到电弧的作用，电弧的高温会使绝缘油分解而产生碳粒。新生的活性碳粒有很强的吸附水分和气体的能力，从而使油的绝缘强度提高，同时碳粒本身是导体，它分散在油中使附近的局部强场增强而使油的绝缘强度降低。总之，细而分散的碳粒对油的绝缘强度影响并不显著，但碳粒吸附水分逐渐沉积到电气设备的固体介质表面，形成油泥，易造成油中沿固体介质表面的放电，同时也影响散热。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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提高液体电介质击穿电压的方法提高油的品质（1）过滤。在油中先加入白土、硅胶等吸附剂后用滤油机滤纸阻隔油中的纤维等固态杂物，吸收部分水分等液体杂质；（2）干燥。绝缘及夹件、绕组等浸油前必须烘干，必要时采用真空干燥法去除水分，在油箱呼吸器的空气入口处放干燥剂。（3）祛气。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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提高液体电介质击穿电压的方法利用“油—屏障”式绝缘(例如覆盖层、绝缘层和隔板等)来减少杂质的影响，这些措施都能显著提高油隙的击穿电压。ContentRequirementsCoursewareMakingTemplateofCCPress仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY理论知识三.

固体电介质的击穿Learningcontent02影响固体电介质击穿的主要因素01固体电介质击穿形式固体电介质击穿形式01轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY热击穿电击穿电化学击穿主要知识点轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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当施加于电介质的电场增大到相当强时，电介质的电导就不服从欧姆定律了，实验表明，电介质在强电场下的电流密度按指数规律随电场强度增加而增加，当电场进一步增强到某个临界值时，电介质的电导突然剧增，电介质便由绝缘状态变为导电状态，这一跃变现象称为电介质的击穿。电介质的击穿轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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介质发生击穿时，通过介质的电流剧烈地增加，通常以介质伏安特性斜率趋向于∞作为击穿发生的标志。发生击穿时的临界电压称为电介质的击穿电压，相应的电场强度称为电介质的击穿场强。图

电介质击穿时的伏安特性轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY与气体、液体介质相比，固体介质的击穿场强较高，但固体介质击穿后材料中留下有不能恢复的痕迹，如烧焦或熔化的通道、裂缝等，即使去掉外施电压，也不象气体、液体介质那样能自行恢复绝缘性能。电介质的击穿轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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电介质的击穿

固体电介质的击穿与电压作用时间有很大的关系，如图所示，并且随电压作用时间的不同，固体电介质的击穿有：电击穿、热击穿和电化学击穿三种不同的形式。轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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电击穿是在较低温度下，采用了消除边缘效应的电极装置等严格控制的条件下，进行击穿试验时所观察到的一种击穿现象。电击穿的主要特征是：击穿场强高；在一定温度范围内，击穿场强随温度升高而增大，或变化不大。

均匀电场中电击穿场强反映了固体介质耐受电场作用能力的最大限度，它仅与材料的化学组成及性质有关，是材料的特性参数之一，所以通常称之为耐电强度或电气强度。电击穿轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY热击穿是由于电介质内部热不稳定过程所造成的。当固体电介质加上电场时，电介质中发生的损耗将引起发热，使介质温度升高。

电介质的热击穿不仅与材料的性能有关，还在很大程度上与绝缘结构（电极的配置与散热条件）及电压种类、环境温度等有关，因此热击穿强度不能看作是电介质材料的本征特性参数。热击穿轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY电介质在运行中长期受到电、热、化学和机械力等的作用，使其物理、化学性能发生不可逆的劣化，最终导致击穿，这种过程称为电化学击穿

电化学击穿轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY电化学击穿是固体电介质在电压长期作用下劣化、老化而引起的，它与固体电介质本身的制造工艺、工作条件等有密切关系，并且电化学击穿的击穿电压比电击穿和热击穿更低，甚至在工作电压下就可能发生。所以对固体电介质的电化学击穿应引起足够的重视。电化学击穿轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY热击穿电击穿电化学击穿小结影响固体电介质击穿的主要因素02轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY电压作用时间电场均匀程度温度电压种类受潮累积效应机械负荷主要知识点轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY电压作用时间越长，击穿电压越低，而且对于大多数固体电介质来说存在着明显的分界点。当电压作用时间足够长，以致引起热击穿或电化学击穿时，击穿电压急剧下降。电压作用时间轨道交通高电压设备测试任务1.2液体固体介质绝缘特性测试仅供内部使用FOR

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