第04章 固体、液体的电气强度.ppt
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1、第第4章章 固体、液体的电气强度固体、液体的电气强度4.1 固体电介质击穿的机理固体电介质击穿的机理4.2 影响固体电介质击穿电压的因素影响固体电介质击穿电压的因素4.3 提高固体电介质击穿电压的方法提高固体电介质击穿电压的方法4.4 固体电介质的老化固体电介质的老化4.5 液体电介质击穿的机理液体电介质击穿的机理4.6 影响液体电介质击穿电压的因素影响液体电介质击穿电压的因素4.7 提高液体电介质击穿电压的方法提高液体电介质击穿电压的方法4.9 液体电介质的老化液体电介质的老化4.1 固体电介质击穿的机理固体电介质击穿的机理1、电击穿:、电击穿:由电场的作用使介质中的某些带电质点积累的数量由
2、电场的作用使介质中的某些带电质点积累的数量和运动的速度达到一定程度,使介质失去了绝缘性能,和运动的速度达到一定程度,使介质失去了绝缘性能,形成导电通道。(类似于气体击穿)形成导电通道。(类似于气体击穿)2、热击穿:、热击穿:由电场作用下,介质内的损耗发出的热量多于散逸由电场作用下,介质内的损耗发出的热量多于散逸的热量,使介质温度不断上升,最终造成介质本身的破的热量,使介质温度不断上升,最终造成介质本身的破坏,形成导电通道。坏,形成导电通道。3、实验曲线:、实验曲线:A区:击穿前时间仅为几微秒,时间短,只能发生电区:击穿前时间仅为几微秒,时间短,只能发生电击穿;击穿;B区:击穿电压几乎不变,与时
3、间的积累无关,显然区:击穿电压几乎不变,与时间的积累无关,显然没有热的作用,也为电击穿;没有热的作用,也为电击穿;C区:随着击穿前时间的增长,击穿电压显著下降,区:随着击穿前时间的增长,击穿电压显著下降,说明热击穿在此区域发挥了作用。说明热击穿在此区域发挥了作用。4.2 影响固体电介质击穿电压的因素影响固体电介质击穿电压的因素1、电压作用时间的影响:、电压作用时间的影响:存在临界点,即热击穿和电击穿的分界点。存在临界点,即热击穿和电击穿的分界点。2、电场均匀度和介质厚度的影响:、电场均匀度和介质厚度的影响:不均匀电场:不均匀电场:均匀电场均匀电场电击穿:电击穿:热击穿:热击穿:与厚度无关。与厚
4、度无关。厚度厚度 击穿场强击穿场强厚度厚度 击穿场强击穿场强3、电压频率的影响:、电压频率的影响:电击穿:电击穿:Ub 与与 f 无关。无关。热击穿:热击穿:4、温度的影响:也存在临界点。、温度的影响:也存在临界点。时,时,与与 无关,属于电击穿性质。无关,属于电击穿性质。时,时,随随 的升高迅速下降,属于热击穿性质。的升高迅速下降,属于热击穿性质。5、受潮度的影响:、受潮度的影响:对于某些具有吸水性的固体介质来说,含水量增大对于某些具有吸水性的固体介质来说,含水量增大时,击穿电压迅速下降。时,击穿电压迅速下降。6、机械力的影响:、机械力的影响:均匀固体在弹性限度内:击穿电压与机械力无关。均匀
5、固体在弹性限度内:击穿电压与机械力无关。固体有孔隙:固体有孔隙:击穿电压击穿电压固体有裂缝:固体有裂缝:机械力机械力 击穿电压击穿电压7、多层性的影响:、多层性的影响:需要注意各层介质电特性的适当配合。需要注意各层介质电特性的适当配合。8、累积效应的影响:、累积效应的影响:在不均匀电场中,固体介质在脉冲电压作用下,存在不均匀电场中,固体介质在脉冲电压作用下,存在不完全击穿的现象。不完全击穿具有累积效应,即击在不完全击穿的现象。不完全击穿具有累积效应,即击穿电压随不完全击穿次数的增加而降低。穿电压随不完全击穿次数的增加而降低。机械力机械力4.3 提高固体电介质击穿电压的方法提高固体电介质击穿电压
6、的方法1、改进绝缘设计:、改进绝缘设计:改善电极形状及表面光洁度,使电场尽可能地均匀改善电极形状及表面光洁度,使电场尽可能地均匀分布;改善电极与绝缘体的接触条件;采用合理的绝缘分布;改善电极与绝缘体的接触条件;采用合理的绝缘结构,使各部分耐电强度与承担的场强有合理的配合。结构,使各部分耐电强度与承担的场强有合理的配合。2、改进制造工艺:、改进制造工艺:尽可能地清除介质中地杂质、气泡、水分等。尽可能地清除介质中地杂质、气泡、水分等。3、改善运行条件:、改善运行条件:注意防潮、防止尘污和有害气体地侵蚀。注意防潮、防止尘污和有害气体地侵蚀。4.4 固体电介质的老化固体电介质的老化老化:电气设备中的绝
7、缘材料在运行过程中,由于受到老化:电气设备中的绝缘材料在运行过程中,由于受到各种因素的长期作用,会发生一系列不可逆的变各种因素的长期作用,会发生一系列不可逆的变化,从而导致其物理、化学、电和机械等性能的化,从而导致其物理、化学、电和机械等性能的劣化。这种不可逆的变化称为老化。劣化。这种不可逆的变化称为老化。促进老化的因素:电老化;热老化;环境老化。促进老化的因素:电老化;热老化;环境老化。1、环境老化:、环境老化:也称大气老化,包括光氧老化(最主要)、臭氧老也称大气老化,包括光氧老化(最主要)、臭氧老化、盐雾酸碱等污染性化学老化。缓解的主要方法是改化、盐雾酸碱等污染性化学老化。缓解的主要方法是
8、改善绝缘材料本身的性能,包括抗氧化剂和防护腊。善绝缘材料本身的性能,包括抗氧化剂和防护腊。2、固体介质的电老化:、固体介质的电老化:固体介质在电场长时间作用下,会逐渐发生某些物固体介质在电场长时间作用下,会逐渐发生某些物理、化学变化,形成与介质本身不同的新物质,使介质理、化学变化,形成与介质本身不同的新物质,使介质的物理化学性能发生劣化,最终导致介质被击穿。此过的物理化学性能发生劣化,最终导致介质被击穿。此过程叫固体介质的电老化。程叫固体介质的电老化。电离性老化:电离性老化:电导性老化:电导性老化:电解性老化:电解性老化:也称也称“电树枝电树枝”,指在交流电作用下,指在交流电作用下,气隙(泡)
9、的电离、电晕等现象。气隙(泡)的电离、电晕等现象。也称也称“水树枝水树枝”,指在交流电作用下,指在交流电作用下,由于液体的导电物质引起的老化现象。由于液体的导电物质引起的老化现象。直流电压长期作用下,即使直流电压长期作用下,即使 ,由于电化学过程也会导致的老化现象。由于电化学过程也会导致的老化现象。3、固体介质的热老化:、固体介质的热老化:特征:特征:变脆、龟裂,变软、发黏。变脆、龟裂,变软、发黏。影响因素:影响因素:固体绝缘材料的运行温度、热作用时间。固体绝缘材料的运行温度、热作用时间。耐热等级:耐热等级:绝缘能够持续地在此温度下工作,尚能确保一定地绝缘能够持续地在此温度下工作,尚能确保一定
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- 第04章 固体、液体的电气强度 04 固体 液体 电气 强度
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