高電壓工程ppt課件-wenkub
2022-10-09 20:25:49 本頁面
【正文】 再隨厚度的增加而線性增加。 高電壓工程基礎(chǔ) 10 樹枝狀或叢狀放電 ： 當(dāng)有機(jī)絕緣材料中因小曲率半徑電極、微小空氣隙、雜質(zhì)等因素而出現(xiàn) 高場(chǎng)強(qiáng)區(qū) 時(shí)，往往在此處先發(fā)生局部的樹枝狀或叢狀放電，并在有機(jī)固體介質(zhì)上留下纖細(xì)的放電痕跡，這就是 樹枝狀放電劣化 。 高電壓工程基礎(chǔ) 7 )(21 otteAUQ ?? ?SttQ o )(2 ?? ? 單位時(shí)間產(chǎn)生的熱量 Q1： 式中 A—— 比例常數(shù) σ —— 散熱系數(shù)； S —— 散熱面積。 熱擊穿的過程 ： 當(dāng)固體電介質(zhì)較長(zhǎng)時(shí)間地在電壓作用下，由于介質(zhì)內(nèi)部的損耗而發(fā)熱，致使溫度升高，從而使介質(zhì)的電導(dǎo)和都增大，這反過來又使溫度進(jìn)一步升高。 機(jī)理 :強(qiáng)電場(chǎng)下電介質(zhì)內(nèi)部存在的少量帶電粒子作劇烈的運(yùn)動(dòng)，與固體介質(zhì)晶格結(jié)點(diǎn)上的原子發(fā)生碰撞電離，形成電子崩，從而破壞了固體介質(zhì)的晶格結(jié)構(gòu)，使電導(dǎo)增大而導(dǎo)致?lián)舸? 特點(diǎn) : ? 擊穿電壓與周圍環(huán)境溫度無關(guān)； ? 與電壓作用時(shí)間也關(guān)系不大； ? 介質(zhì)發(fā)熱不顯著；電場(chǎng)的均勻程度對(duì)擊穿電壓影響很大； ? 電擊穿所需的場(chǎng)強(qiáng)比較高，一般可達(dá) 105~106kV/m。 若到達(dá)某一溫度后，發(fā)熱量等于散熱量，介質(zhì)的溫度則停止上升而處于熱穩(wěn)定狀態(tài)，這時(shí)將不致引起絕緣強(qiáng)度的破壞。 單位時(shí)間內(nèi)散出的熱量 Q2： 介質(zhì)的發(fā)熱和散熱與溫度的關(guān)系 高電壓工程基礎(chǔ) 8 熱擊穿的主要特點(diǎn)： 1）擊穿電壓隨環(huán)境溫度的升高呈指數(shù)規(guī)律下降； 2）擊穿電壓直接與介質(zhì)的散熱條件相關(guān)。 ? 在交流電壓下，樹枝狀放電劣化是局部放電產(chǎn)生的帶電粒子沖撞固體介質(zhì)引起電化學(xué)劣化的結(jié)果。當(dāng)介質(zhì)厚度的增加使散熱困難時(shí)，又會(huì)促使發(fā)生熱擊穿，這時(shí)靠增加厚度來提高擊穿電壓的意義不大。 因?yàn)殡妼?dǎo)率和介質(zhì)損耗均大大增加的緣故。 在確定電氣設(shè)備 試驗(yàn)電壓 和 試驗(yàn)次數(shù) 時(shí)應(yīng)充分考慮固體介質(zhì)的這種累積效應(yīng)，而在設(shè)計(jì)固體絕緣結(jié)構(gòu)時(shí)亦應(yīng)保證一定的絕緣裕度。 ? 局部放電引起局部過熱，高溫使絕緣材料產(chǎn)生化學(xué)分解。 高電壓工程基礎(chǔ) 20 厚度為 d的固體電介質(zhì)內(nèi)含一個(gè)厚度為 t的扁平圓柱形空氣隙，其軸線與電場(chǎng)平行。電極間的全部電容為 babgbga CCCCCCCC ?????高電壓工程基礎(chǔ) 22 如果電極間加上瞬時(shí)值為 u的交變電壓，當(dāng)介質(zhì)的 tanδ很小時(shí)，則 Cg上分配到的電壓 瞬時(shí)值 為 bgbg CCCuu??高電壓工程基礎(chǔ) 23 當(dāng) ug隨 u增加達(dá)到氣隙放電電壓 Ug時(shí)，氣隙發(fā)生放電，放電后 Cg上的電壓急劇下降，同時(shí) Cb通過氣隙被充電。當(dāng)外施電壓 U經(jīng)峰值后下降，分配在 Cg上的電壓也相應(yīng)降低。 高電壓工程基礎(chǔ) 27 由于氣隙放電使氣隙上電壓下降 =Ug﹣ Ur，必引起 Cb上的電壓增加 。 高電壓工程基礎(chǔ) 28 2．電導(dǎo)性老化 電導(dǎo)性老化是指某些高分子有機(jī)合成絕緣材料，由于其內(nèi)部存在某些液態(tài)的導(dǎo)電物質(zhì)（最常見的是水分或制造過程中殘留的某些電解質(zhì)溶液），在電場(chǎng)強(qiáng)度超過某一定值時(shí)，這些導(dǎo)電液就會(huì)沿電場(chǎng)方向逐漸深入到絕緣層中去，形成近似樹枝狀的泄痕，稱為 “水樹枝” ，使介質(zhì)的絕緣特性老化 產(chǎn)生“水樹枝”所需的場(chǎng)強(qiáng)要比產(chǎn)生“電樹枝”所需的場(chǎng)強(qiáng)低得多。隨著溫度的升高，化學(xué)反應(yīng)速度加快，電解老化的速度也隨之加快。 二、電介質(zhì)的熱老化 高電壓工程基礎(chǔ) 31 第三節(jié) 液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理 油的擊穿存在兩種不同的擊穿形式： ? 純凈的變壓器油主要發(fā)生電擊穿； ? 含有水蒸汽或其他懸浮雜質(zhì)的工程用變壓器油則主要發(fā)生熱擊穿 (小橋擊穿理論
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