高電壓技術—液體電介質的擊穿液體電介質的擊穿機理1

影響液體電介質擊穿電壓的因素2

提高液體電介質擊穿電壓的方法3目錄CONTENTS液體電介質的擊穿了解原子的結構及電離的概念學習目標能把提高液體介質擊穿電壓措施應用在工程實踐上知曉純凈液體介質的擊穿過程（電擊穿理論）了解工程中液體介質的擊穿過程（小橋擊穿理論）知曉、領會影響液體介質擊穿的主要因素了解液體介質的作用、分類01液體電介質的擊穿機理一.液體電介質的擊穿機理1.純凈液體電介質的擊穿機理與氣體電介質的擊穿機理相似——電擊穿理論（碰撞游離，電子崩）

δ液＞＞δ氣

λ液＜＜λ氣Eb，液＞＞Eb，氣純凈油的擊穿過程與氣體介質相似，但液體介質的密度比氣體介質大得多，其耐電強度比氣體就高得多。2.工程用液體電介質的擊穿機理（小橋擊穿理論）一.液體電介質的擊穿機理極性分子水分纖維被游離的氣體在E作用下在電極間雜質小橋貫通間隙泄漏電流發熱水分汽化形成氣泡氣泡游離氣泡小橋氣泡小橋擊穿液體電介質擊穿（氣體中的E比油中高得多，因與相對介電常數成反比）逐漸排列成小橋02影響液體電介質擊穿電壓的因素二.影響液體電介質擊穿電壓的因素⑴雜質：影響很大，且油純凈度越高和電場越均勻，影響越大。⑵溫度：溫度對含有水分的油影響很大。(3)電壓作用時間：對含有雜質的油影響較大(4)電場均勻程度：(5)壓力1.雜質（懸浮水、纖維）懸浮水溶解水20400.020.040含水量（%）Ub（有效值kV)若氣體和水分溶于液體介質，則對Ub影響不大；若水分呈懸浮狀態則將形成小橋，使Ub明顯下降；當有纖維存在時，水分影響特別明顯。電場越均勻，雜質對擊穿電壓影響越大.二.影響液體電介質擊穿電壓的因素在0～60℃時，t↑→Ub↑(油中懸浮水分溶解)溫度更高>80℃，t↑→Ub↓(油中水分汽化增多)變壓器運行中油面溫度不能超過85度。溫度對干燥的油的擊穿電壓影響很小二.影響液體電介質擊穿電壓的因素2.溫度電場越均勻，水分等雜質越易形成“小橋”，雜質對油在工頻電壓作用下的擊穿電壓的影響越大。在電場極不均勻的情況下，由于高場強區局部放電現象，造成油的擾動，妨礙了貫通性“小橋”的形成，雜質對其擊穿電壓影響很小。因此，如油的純凈度較高，采用改善電場均勻程度的方法可明顯提高油的工頻或直流擊穿電壓；如油的純凈度較低，則改善電場的均勻程度不會顯著提高油的工頻或直流擊穿電壓。在沖擊電壓作用下，因“小橋”來不及形成，無論電場均勻與否，雜質對擊穿電壓的影響都很小，故改善電場的均勻程度可提高油的沖擊擊穿電壓。二.影響液體電介質擊穿電壓的因素3.電場均勻程度油間隙擊穿電壓隨外加電壓作用時間的增加而下降。當電壓作用時間較長時，油中雜質有足夠的時間在間隙中形成“小橋”，擊穿電壓下降。對一般不太臟的油做一分鐘擊穿電壓和長時間擊穿電壓的試驗結果差不多.所以做油耐壓試驗時，只做一分鐘。二.影響液體電介質擊穿電壓的因素4.電壓作用時間變壓器油擊穿電壓和作用時間的關系油中含有氣體時，不論電場是否均勻，其工頻擊穿電壓都隨油的壓力增大而提高。這是由于壓力增大時，氣體在油中的溶解量增大，并且氣泡的局部放電起始電壓也增高之故。電場越均勻，這種關系也越顯著。二.影響液體電介質擊穿電壓的因素5.壓力03提高液體電介質擊穿電壓的措施三.提高液體電介質擊穿電壓的措施1.提高并保持油品質（減少雜質）過濾用濾紙吸附變壓器油中的纖維，有機酸等雜質防潮祛氣浸油前采用烘干、抽真空等方法去除絕緣部件中的水分;檢修時盡量減少內絕緣暴露在空氣中的時間。將油加熱，加熱后的油液首先通過真空罐內的脫氣元件噴射到真空罐內，在真空中噴成霧狀，利用真空環境下水的沸點降低，變成氣態，而油在真空中仍然為液態的特點，實現油和水的自然分離（脫水）2.采用“油——屏障”式絕緣（阻止雜質小橋的形成）（1）覆蓋層——阻止雜質小橋貫通兩極（2）絕緣層——阻止雜質小橋形成，承擔一定電壓，