直接接觸電擊防護(hù)(1)-文庫(kù)吧資料
2025-05-22 23:55本頁(yè)面
【正文】 材料的電氣性能和機(jī)械性能的劣化。在電工技術(shù)中 ， 常把電機(jī)和電器中的絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣系統(tǒng)按耐熱等級(jí)進(jìn)行分類。熱老化包括低分子揮發(fā)性成分的逸出 ， 包括材料的解聚和氧化裂解、熱裂解、水解 , 還包括材料分子鏈繼續(xù)聚合等過(guò)程 。就其老化機(jī)理而言 ， 主要有熱老化機(jī)理和電老化機(jī)理。 2. 絕緣老化 ? 電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中 ,其絕緣材料由于受熱、電、光、氧、機(jī)械力 ( 包括超聲波 ) 、輻射線、微生物等因素的長(zhǎng)期作用 ， 產(chǎn)生一系列不可逆的物理變化和化學(xué)變化 ， 導(dǎo)致絕緣材料的電氣性能和機(jī)械性能的劣化。當(dāng)電壓作用時(shí)間達(dá)數(shù)十小時(shí)乃至數(shù)年時(shí) ， 大多數(shù)屬于電化學(xué)擊穿。而在高壓電氣設(shè)備中 ， 放電擊穿的概率就大些。 (3) 固體電介質(zhì)的擊穿 ? 實(shí)際 上 ， 絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)生擊穿 ， 往往是電、熱、放電、電化學(xué)等多種形式同時(shí)存在 ， 很難截然分開(kāi)。 1. 絕緣擊穿 (3) 固體電介質(zhì)的擊穿 固體電介質(zhì) 電擊穿 熱擊穿 電化學(xué)擊穿 放電擊穿 固體電介質(zhì)在強(qiáng)電場(chǎng)作用下 ， 內(nèi)部氣泡首先發(fā)生碰撞游離而放電 ， 繼而加熱其他雜質(zhì) ， 使之氣化形成氣泡 ， 由氣泡放電進(jìn)一步發(fā)展 ， 導(dǎo)致?lián)舸?。其特點(diǎn)是電壓作用時(shí)間長(zhǎng) ， 擊穿電壓往往很低 。熱擊穿電壓隨環(huán)境溫度上升而下降 ， 但與電場(chǎng)均勻程度關(guān)系不大。 1. 絕緣擊穿 (3) 固體電介質(zhì)的擊穿 固體電介質(zhì) 電擊穿 熱擊穿 電化學(xué)擊穿 放電擊穿 固體電介質(zhì)在強(qiáng)電場(chǎng)作用下 ， 由于介質(zhì)損耗等原因所產(chǎn)生的熱量不能夠及時(shí)散發(fā)出去 ， 會(huì)因溫度上升 ，導(dǎo)致電介質(zhì)局部熔化 、 燒焦或燒裂 ， 最后造成擊穿。電擊穿的特點(diǎn)是電壓作用時(shí)間短 ， 擊穿電壓高。 ? 液體電介質(zhì)擊穿后 ， 絕緣性能在一定程度上可以恢復(fù)。由于氣泡的相對(duì)介電常數(shù)較低 ， 使得氣泡內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度較高 ， 約為油內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的 ～ 倍 ，而氣體的臨界場(chǎng)強(qiáng)比油低得多 ， 致使氣泡游離 ， 局部發(fā)熱加劇 ， 體積膨脹 ， 氣泡擴(kuò)大 ， 形成連通兩電極的導(dǎo)電小橋 ，最終導(dǎo)致整個(gè)電介質(zhì)擊穿。 1. 絕緣擊穿 (2) 液體電介質(zhì)的擊穿 ? 含有氣體雜質(zhì)的液體電介質(zhì)的擊穿可用氣泡擊穿機(jī)理來(lái)解釋。如液體中含有乳化狀水滴和纖維時(shí) ， 由于水和纖維的極性強(qiáng) ， 在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下使纖維極化而定向排列聯(lián)成小橋 ， 小橋貫穿兩電極間引起電導(dǎo)劇增 ， 局部溫度驟升 ， 最后導(dǎo)致?lián)舸５后w的密度大 ， 電子自由行程短 ， 積聚能量小 ， 因此擊穿場(chǎng)強(qiáng)比氣體高?？諝獾膿舸﹫?chǎng)強(qiáng)約為 25～30kV/cm 。 隨著氣體壓力的增大 ， 碰撞游離增加 ， 擊穿電壓有所下降 ， 在某一特定的氣壓下出現(xiàn)最小值 ； 但當(dāng)氣體壓力繼續(xù)升高 ， 密度逐漸增大 ， 平均自由行程很小 ， 只有更高的電壓才能使電子積聚足夠的能量以產(chǎn)生碰撞游離 ， 擊穿電壓也逐漸升高。電子崩向陽(yáng)極發(fā)展 ， 最后形成一條具有高電導(dǎo)的通道 ， 導(dǎo)致氣體擊穿。新形成的電子又在電場(chǎng)中積累能量而碰撞其他分子 ， 使 其電離，這就是碰撞電離。 1. 絕緣擊穿 (1) 氣體電介質(zhì)的擊穿 ? 氣體擊穿是由碰撞電離導(dǎo)致的電擊穿。 二、絕緣的破壞 絕緣的破壞 絕緣擊穿 絕緣老化 氣體電介質(zhì)的擊穿 液體電介質(zhì)的擊穿 固體電介質(zhì)的擊穿 熱老化機(jī)理 電老化機(jī)理 電、熱、放電、電化學(xué) 擊穿 1. 絕緣擊穿 ? 當(dāng)施加于電介質(zhì)上的電場(chǎng)強(qiáng)度高于臨界值時(shí) ， 會(huì)使通過(guò)電介質(zhì)的電流突然猛增 ，這時(shí)絕緣 材料被破壞 ， 完全失去了絕緣性能 ，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的擊穿。 ? 影響絕緣材料介質(zhì)損耗的因素主要有頻率 、 溫度 、濕度、電場(chǎng)強(qiáng)度和輻射。也就是說(shuō) ， tanδ能更敏感地反映絕 緣質(zhì)量。 對(duì)于電氣設(shè)備中使用的電介質(zhì) ， 要求它的 tanδ 值愈小愈好。根據(jù)相量圖 ， 不難求出單位體積內(nèi)介質(zhì)損耗功率P= ??? t a n2E 式中 ： ω—— 電源角頻率 ； ε—— 電介質(zhì)介電常數(shù) ； E —— 電介質(zhì)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度 ； tan δ—— 介質(zhì)損耗角正切 。 總電流與電壓的相位差 φ， 即電介質(zhì)的功率因數(shù)角。 介質(zhì)損耗 使 介質(zhì) 發(fā)熱，是電 介質(zhì) 熱 擊穿 的根源。單位時(shí)間內(nèi)消耗的能量叫做介質(zhì)損耗功率。 此外， 大氣壓力對(duì)氣體材料的介電常數(shù)有明顯影響 ， 壓力增大 ， 密度就增大 ， 相對(duì)介電增大。束縛電荷也產(chǎn)生極化 電場(chǎng) ，極化 電場(chǎng)總是削弱外電場(chǎng)的。 2. 介電常數(shù) ? 介電常數(shù) εr是表明電介質(zhì)極化特征的性能參數(shù)。 隨濕度增加 ， 材料吸收水分 ， 由于水的相對(duì)介電常數(shù)很高 ( 在 80 左右 )， 且水分的 侵入能 增加極化作用 ， 使得電介質(zhì)的介電常數(shù)明顯增加 。束縛電荷也產(chǎn)生極化 電場(chǎng) ，極化 電場(chǎng)總是削弱外電場(chǎng)的。
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