高电压工程 液体和固体放电3.ppt

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r成反比。气泡r =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院,第11

2、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（ r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

4、杂质影响的措施 （1）过滤（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

5、,第11讲 液体和固体电介质的电气性能（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、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