教学课件：第三章-固体电介质和液体电介质的击穿特性.ppt

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1、 电介质的击穿特性内容：1.气体介质的击穿；2.液体介质的击穿；3.固体介质的击穿。主要知识点：1.介质击穿现象及相关概念；2介质击穿过程；3.影响介质击穿电压的因素；4.提高介质击穿特性的方法。第三章第三章 液体和固体液体和固体电介质的击穿电介质的击穿特性特性 3.1 3.1 液体电介质液体电介质的的击穿特性击穿特性 3.2 3.2 固体电介质固体电介质的的击穿特性击穿特性引言引言空气的耐电强度空气的耐电强度 10 30kV/cm 10 30kV/cm左右；左右；液体介质的耐电强度液体介质的耐电强度 100 200 kV/cm 100 200 kV/cm；固体介质的耐电强度固体介质的耐电强度

2、 一百多一百多 几千几千kV/cmkV/cm液体、固体电介质是电气设备内绝缘的主要绝缘材料。液体、固体电介质的液体、固体电介质的电气强度高电气强度高，用它们作为绝缘介质，可以大，用它们作为绝缘介质，可以大大大缩小缩小导体间的导体间的绝缘距离绝缘距离，从而，从而减小减小电气设备的电气设备的体积体积。3.1 液体电介质的击穿特性 液体电介质又称绝缘油，在常温下为液态。主要用在变压器、电容器、油断路器和电缆等电气设备中。特点 较高电气强度流动性作用绝缘散热、灭弧、填充浸渍 液体电介质3.1 液体电介质的击穿特性矿物油（变压器油、电容器油）合成油（硅油、十二烷基苯）学习内容：一、击穿过程?(击穿机理)

3、二、影响液体介质击穿电压的主要因素?三、提高液体介质击穿电压的方法?3.1 液体电介质的击穿特性液体电介质纯净的液体电介质工程用液体电介质（含杂质）一、液体电介质的击穿机理（击穿过程击穿过程）击穿机理不同 1电击穿过程（碰撞游离）碰撞游离开始作为击穿条件 电子崩发展至一定大小为击穿条件2气泡击穿过程（杂质“小桥”）杂质是水分、受潮的纤维和被游离了的气泡等构成，它们在电场的作用下，在电极间逐渐排列成为小桥，从而导致击穿。一、液体电介质的击穿机理（击穿过程击穿过程）杂质（多数介电常数较大）极化，并沿电场方向排列杂质（多数介电常数较大）极化，并沿电场方向排列杂质（多数介电常数较大）极化，并沿电场方向

4、排列杂质（多数介电常数较大）极化，并沿电场方向排列沿杂质通道泄漏电流增大，使水分汽化、液体分解沿杂质通道泄漏电流增大，使水分汽化、液体分解沿杂质通道泄漏电流增大，使水分汽化、液体分解沿杂质通道泄漏电流增大，使水分汽化、液体分解气泡电离、膨胀，形成气泡电离、膨胀，形成气泡电离、膨胀，形成气泡电离、膨胀，形成“小桥小桥小桥小桥”沿沿沿沿“小桥小桥小桥小桥”击穿击穿击穿击穿液体电介质纯净的液体电介质工程用液体电介质（含杂质）一、液体电介质的击穿机理（击穿过程击穿过程）电击穿过程电击穿过程气泡击穿过程击穿机理二、影响液体介质击穿电压的主要因素1.1.杂质杂质2.温度3.电场的均匀程度4.电压作用时间5

5、.压力二、影响液体介质击穿电压的主要因素油中含有杂质，击穿电压就会显著降低!通过标准油杯中变压器油的工频击穿电压来衡量油的品质表表20.0.1 绝缘绝缘油的油的试验项试验项目及目及标标准准20.0.3 绝缘油当需要进行混合时，在混合前，应按混油的实际使用比例先取混油样进行分析，其结果应符合表 20.0.1 中第8、11项的规定。混油后还应按表20.0.2 中的规定进行绝缘油的试验。20.0.4 SF6新气到货后，充入设备前应按国家标准工业六氟化硫GB12022 绝缘油的试验项目及标准绝缘油的试验项目及标准 1.杂质二、影响液体介质击穿电压的主要因素n当油中含水量当油中含水量达十万分之几时达十万

6、分之几时，对击穿电压就有明显影响。对击穿电压就有明显影响。n当油中还含有其他杂质时，当油中还含有其他杂质时，击击穿电压的下降程度随杂质的种穿电压的下降程度随杂质的种类和数量而异类和数量而异。n常温下、均匀电场油间隙常温下、均匀电场油间隙 1.杂质二、影响液体介质击穿电压的主要因素杂质含量杂质含量杂质在油中的存在状态杂质在油中的存在状态悬浮态溶解态沉渣态 2.温度二、影响液体介质击穿电压的主要因素干燥的油干燥的油温度对有的击穿电压影响很小受潮受潮的油的油冰溶解汽化冰溶解汽化冰溶解汽化冰溶解汽化击穿电压击穿电压击穿电压击穿电压“N”“N”形变化形变化形变化形变化 3.电场均匀程度 电场愈均匀，杂质

7、越易形成“小桥”，杂质对油在工频电压下的击穿电压的影响愈大。二、影响液体介质击穿电压的主要因素优质油优质油：保持油不变，而保持油不变，而改善电场均匀度，能使工频击穿电改善电场均匀度，能使工频击穿电压显著增大，压显著增大，也能大大提高其冲击击穿电压。也能大大提高其冲击击穿电压。品质差的油品质差的油：改善电场对于提高其工频击穿电压的效果较差改善电场对于提高其工频击穿电压的效果较差。在在冲击电压下冲击电压下，由于杂质来不及形成小桥，故改善电场总是，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能显著提高油隙的冲击击穿电压冲击击穿电压，而，而与油的品质好坏几乎与油的品质好坏几乎无关无关。4.电

8、压作用时间变压器油的击穿电压随电压作用变压器油的击穿电压随电压作用变压器油的击穿电压随电压作用变压器油的击穿电压随电压作用时间的增大而减小时间的增大而减小时间的增大而减小时间的增大而减小杂质与小桥的形成时间杂质与小桥的形成时间杂质与小桥的形成时间杂质与小桥的形成时间二、影响液体介质击穿电压的主要因素 5压力 油中油中含有气体含有气体时，其时，其工频击穿电压随油的压力增大而升高工频击穿电压随油的压力增大而升高。因为压力增加时，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提高。但是油经过脱气之后，则压力对击穿电压的影响减小。二、影响液体介质击穿电压的主要因素1.减少杂质2.减少杂质降低杂质

9、影响（1）过滤（2）防潮（3）脱气（1）覆盖层（2）绝缘层（3）屏障三、提高液体介质击穿电压的方法3.2 固体介质的击穿 在电气设备的内绝缘中一般都离不开固体介质。与气体、液体介质相比，固体介质通常具有更高的击穿场强，发生击穿后其绝缘性能往往不能恢复。固体介质的击穿(一)击穿过程?1电击穿过程（碰撞游离）2热击穿过程（热状态）3电化学击穿过程（老化）固体介质的击穿(二)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3电场均匀程度4电压的种类5累积效应6受潮7机械负荷固体介质的击穿(三)提高固体介质击穿电压的方法?1改进制造工艺2改进绝缘设计3改善运行条件二、对高压电气设备绝缘性能的要求 电气电气性能的要求；性能的要求；机械机械性能的要求性能的要求；温度和温度和热稳定性热稳定性的要求的要求；化学作用和不利环境条件下化学作用和不利环境条件下稳定性稳定性的要求。的要求。