最新四章固体液体和组合绝缘的电气强度ppt课件.ppt

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1、2n气、固、液三种电介质中，固体密度最大，耐电气、固、液三种电介质中，固体密度最大，耐电强度最高强度最高n固体电介质的击穿过程最复杂，且击穿后是唯一固体电介质的击穿过程最复杂，且击穿后是唯一不可恢复的绝缘不可恢复的绝缘n普遍规律：任何介质的击穿总是从电气性能最薄普遍规律：任何介质的击穿总是从电气性能最薄弱的缺陷处发展起来的，这里的缺陷可指电场的弱的缺陷处发展起来的，这里的缺陷可指电场的集中，也可指介质的不均匀性集中，也可指介质的不均匀性4.14.1 固体电介质击穿的机理固体电介质击穿的机理9曲线曲线 3 3：t t ta ta 时：曲线在直线时：曲线在直线4 4之上之上，不发生热击穿，介质温度

2、，不发生热击穿，介质温度逐渐升高并稳定在逐渐升高并稳定在tata，称，称tata为稳定热平衡点为稳定热平衡点ttb ttb 时：情况类似曲线时：情况类似曲线1 1，最终发生热击穿最终发生热击穿t=tb t=tb 时：发热等于散热，时：发热等于散热，但因扰动使但因扰动使t t大于大于tbtb，则介，则介质温度上升，回不到质温度上升，回不到tbtb，直，直至热击穿。称至热击穿。称tbtb为不稳定热为不稳定热平衡点平衡点 tattbtat180 90 105 120 130 155 180 180根据这个绝缘耐热等级可以进行设备运行负荷的最佳经济性设计204.5 4.5 液体电介质击穿的机理液体电介

3、质击穿的机理 液体电介质液体电介质 ：纯净的液体电介质：纯净的液体电介质 工程用液体电介质（水分工程用液体电介质（水分+ +杂质）杂质） 击穿机理不同：电击穿理论、气泡击穿理论击穿机理不同：电击穿理论、气泡击穿理论 小桥击穿理论小桥击穿理论21n液体中因强场发射等原因产生的电子，在电场中被加速，与液体分子发生碰撞电离n在极不均匀电场中变压器油的击穿过程，先在尖电极附近开始电离，电离开始阶段以后是流注发展阶段，流注分级地向另一电极发展，放电通道出现分枝，最后流注通道贯通整个间隙n与长空气间隙的放电过程很相似 /221. 1. 纯净液体电介质的电击穿理论纯净液体电介质的电击穿理论22n当外加电场较

4、高时，液体介质内由于各种原因产生气泡 1）电子电流加热液体，分解出气体；2）电子碰撞液体分子，使之解离产出气体；3）静电斥力，电极表面吸附的气泡表面积累电荷，当静电斥力大于液体表面张力时，气泡体积变大；4）电极凸起处的电晕引起液体气化。n串联介质中，场强的分布与介质的介电常数成反比-局放-热-体积膨胀-气体小桥/222. 2. 纯净液体电介质的气泡击穿理论纯净液体电介质的气泡击穿理论23 (a) (a) 形成形成“小桥小桥” ” (b) (b) 未形成未形成“小桥小桥”受潮纤维在电极间定向示意图受潮纤维在电极间定向示意图 /223. 3. 非纯净液体电介质的小桥击穿理论非纯净液体电介质的小桥击

5、穿理论n液体中的杂质在电场力的作用下，在电场方向定向，并逐渐沿电力线方向排列成杂质的“小桥n水分及纤维等的电导大，引起泄漏电流增大、发热增多，促使水分汽化、气泡扩大n液体电介质最后在气体通道中发生击穿 24/224.6 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 n用标准油杯来检查油的质量用标准油杯来检查油的质量n平板电极间电场均匀，油中平板电极间电场均匀，油中稍有含水、含杂，含气等击稍有含水、含杂，含气等击穿电压就明显下降穿电压就明显下降n规程规定用来灌注高压电力规程规定用来灌注高压电力变压器等的变压器油，在此变压器等的变压器油，在此油杯中的工频击穿电压要求油杯中的工频

6、击穿电压要求在在25 40kV以上以上(与设备的额与设备的额定电压有关定电压有关)；灌注高压电缆；灌注高压电缆和电容器的用油，在油杯中和电容器的用油，在油杯中的击穿电压常要求在的击穿电压常要求在50或或 60kV以上以上 251. 杂质（悬浮水、纤维）Ub（有效值）/kV00.040.022040含水量100变压器油的工频击穿电压和含水量的关系变压器油的工频击穿电压和含水量的关系 /22262. 电压作用时间Ubp（kV）（峰值）01002003004005006007001234567891010-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102t（s）冲击系数Kl最

7、小值5020稍不均匀电场中变压器油的伏秒特性曲线稍不均匀电场中变压器油的伏秒特性曲线/22272001.5/40（）1.5/40（）800700600500400300200100010-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 1033.02.52.01.51.00.5t（s）冲击系数，K（最小值）Ub,p（kV）(峰值)极不均匀电场中变压器油的伏秒特性曲线极不均匀电场中变压器油的伏秒特性曲线/221分钟（分钟（60S）击穿电压近似等于持久击穿电压击穿电压近似等于持久击穿电压283. 电场情况n油的纯净程度较高时，改善电场的均匀程度能使工频或直流电压下的击穿电

8、压明显提高n液体电介质不同油质击穿电压的分散性和电场的均匀程度有关 工频击穿电压的分散性在极不均匀电场中不超过5（电极处电场力作用杂质不易形成小桥），而在均匀电场中可达3040 /22294. 温度t,4060408012020-400Ub，千伏（有效值）2.5毫米12标准油杯中变压器油工频击穿电压与温度的关系标准油杯中变压器油工频击穿电压与温度的关系1-1-干燥的油；干燥的油； 2-2-受潮的油受潮的油/22水当水当T增加时：固增加时：固液液汽汽305.5.压强压强p/MPa0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7dd = 7.5cm2.55.0200150100500Ub(有效值)/kV变压器油（工程电介质）工频击穿电压与压强的关系变压器油（工程电介质）工频击穿电压与压强的关系 /22油中含有气体油中含有气体314.7 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1 提高并保持油的品质提高并保持油的品质2 绝缘覆盖层：绝缘覆盖层： 小于小于1毫米毫米阻止小桥直接接通电极阻止小桥直接接通电极电流小电流小3 绝缘层：绝缘层： 几十毫米几十毫米曲率大的电极曲率大的电极阻止强场区产生阻止强场区产生不电晕不电晕4 屏障：屏障： 阻止小桥连通阻止小桥连通 阻挡电极电离的电子阻挡电极电离的电子均匀电场均匀电场/2232谢谢谢谢! !33 结束语结束语