高電壓工程ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 化 絕緣內(nèi)部存在的氣隙或氣泡在較強(qiáng)電場(chǎng)下發(fā)生電離而產(chǎn)生局部放電所引起的絕緣老化。 固體電介質(zhì)中局部放電的等效電路及放電過(guò)程 固體電介質(zhì)中氣隙放電及其等效電路 高電壓工程基礎(chǔ) 21 其中 Cg為空氣隙的電容 ， Cb為與空氣隙串聯(lián)的電介質(zhì)的電容， Ca為除 Cb、 Cg以外其余電介質(zhì)的電容。隨著外施電壓繼續(xù)下降到反方向上升，放電則不斷發(fā)生。 高電壓工程基礎(chǔ) 29 電解性老化是指在所加電壓還遠(yuǎn)低于局部放電起始電壓的情況下，由于介質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行著的化學(xué)過(guò)程（尤其在直流電壓下最為嚴(yán)重）造成對(duì)介質(zhì)的腐蝕、氧化，使介質(zhì)逐漸老化。但由于液體介質(zhì)的密度遠(yuǎn)較氣體的大，電子的 自由行程很小 ，所以純凈液體介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度大大超過(guò)氣體的擊穿強(qiáng)度（約大一個(gè)數(shù)量級(jí)） 。 標(biāo)準(zhǔn)油杯中變壓器油的工頻擊穿電壓 Ub和含水量 W的關(guān)系 W為 1 104時(shí)已使油的擊穿強(qiáng)度降得很低。 （ 3）用氮?dú)鈦?lái)排擠出油內(nèi)吸收的空氣。減少電極附近油的局部放電，從而提高油的擊穿電壓。離纜芯較遠(yuǎn) 的介質(zhì)層也能得到充分的利用，因此可使電纜尺寸縮小。 高電壓工程基礎(chǔ) 44 二、組合絕緣中的電場(chǎng) （ 1）介質(zhì)界面與等位面重合的情況 在極間絕緣距離 d=d1+ d2不變的情況下，增大 ε2 時(shí)使E2減小，但卻使 E1增大。有效地隔斷雜質(zhì)小橋連通電極，減小回路流經(jīng)雜質(zhì)小橋的電導(dǎo)電流，阻礙熱擊穿過(guò)程的發(fā)展。 延緩絕緣油老化的方法： （ 1）裝設(shè)擴(kuò)張器，油與大氣隔絕。 高電壓工程基礎(chǔ) 35 第四節(jié) 影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素 ?水分及其他雜質(zhì) ?電壓作用時(shí)間 ?電場(chǎng)的均勻程度 ?溫度的影響 ?壓力的影響 ?絕緣油的老化 高電壓工程基礎(chǔ) 36 一、水分及其他雜質(zhì) 水分：極微量的水分可溶于油中，對(duì)油的擊穿強(qiáng)度沒(méi)有多大影響。 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 )。 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(jiàn)的是水分或制造過(guò)程中殘留的某些電解質(zhì)溶液），在電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)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(shù)枝狀的泄痕，稱(chēng)為 “水樹(shù)枝” ，使介質(zhì)的絕緣特性老化 產(chǎn)生“水樹(shù)枝”所需的場(chǎng)強(qiáng)要比產(chǎn)生“電樹(shù)枝”所需的場(chǎng)強(qiáng)低得多。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) 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(xiàn)與電場(chǎng)平行。 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。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(lái)提高擊穿電壓的意義不大。 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)。 特點(diǎn) : ? 擊穿電壓與周?chē)h(huán)境溫度無(wú)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。 熱擊穿的過(guò)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)
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