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　　2.4擊穿電壓絕緣強度當施加于電介質上的電場強度高于臨界值時，會使通過電介質的電流劇增，使電介質分子發生破裂式分解，完全失去絕緣性能，這種現象稱為電介質的擊穿或者介質電氣強度的破壞。

　　擊穿電壓是絕緣材料的項重要特性指標。絕緣材料的擊穿電壓不僅取決于電介質的分子結構，而且還取決于其預加工情況溫度濕度及其它些因素。另外，還與變壓器本身結構和使用條件有密切關系。

　　2.4.2氣體擊穿電壓氣體擊穿的機理是由于氣體的帶電質點，在電場中獲得巨大能量，當它和其它分子相撞時，能把它們碰裂電離為正離子和電子，這樣碰撞下去，就形成了電子崩，電子崩后形成條高電導的通道，導致氣體擊穿。

　　人們經過實踐總結出氣體擊穿的規律，這個規律稱為巴森定律，即在溫度定時，在均勻電場中，氣體擊穿電壓與氣體的壓力和電極距離以的乘積有關，即=，關的常數。在均勻電場中，當電極的距離在0.1；1左右時，20丈時極距與擊穿電壓關系=1.35+3，么讓；當值在1左右時，在上述溫度和壓力下空氣的擊穿電壓=30.75如1.23影響氣體間隙放電電壓的因素有電場分布形電場分布形式均勻電場中的空氣間隙，其擊穿電壓高；不均勻電場中的空氣間隙，其擊穿電壓低，而且分散性也大。

　　外施電壓波形在電力系統中，空氣間隙要受到工頻波雷電波和操作波種形式的電壓作用。從其作用時間來說，工頻波長，操作波次之，雷電波短。在均勻電場中，同間隙下工頻波雷電波和操作波的擊穿電壓差不多相同。在不均勻電場中，同間隙下，雷電波擊穿電壓高，操作波擊穿電壓次之，工頻波擊穿電壓低。

　　大氣狀態即氣壓溫度和濕度等因素的影響。當氣壓降低或溫度升高時，空氣密度下降，電子在兩次碰撞間所經過的平均自由行程增大，因而從電場中獲得的動能增多，碰撞游離能力增強，使空氣間隙的直流工頻沖擊等放電電壓降低。如在高海撥地區，由于空氣密度低，放電電壓也降低。海拔每升高1000m，放電電壓降低10ㄇ左右。所以，在設計變壓器的外絕緣時要充分注意這點，如套管要采用加強套管。當濕度增加時，該套管能引起間隙中的反游離，故能升高擊穿電壓。其機理是，當帶電質點存在時，其可以使水蒸氣凝結為小滴，由于小滴重力的作用，帶電質點和它們起從間隙中帶出來，因此間隙的擊穿電壓就增加了。

　　另外，氣體的擊穿電壓與氣體的種類有關，極性氣體的偶極分子容易吸收自由電子，所以它們的擊穿電壓較高。

　　2.4.3液體電介質的擊穿電壓液體的擊穿現象比氣體的復雜，主要原因是雜質對于液體的擊穿電壓的影響特別大。

　　2.4.3.1純凈液體電介質的擊穿機理純凈液體電介質擊穿理論主要有電擊穿和氣泡擊穿理論兩大類。

　　電擊穿理論是以液體分子由于電子的碰撞而產生電離為前提的。在陰極因強電場發射的電子在電場中被加速，碰撞分子，使分子電離為電子和正離子，正離子在陰極附近形成空間電荷層，增強陰極面的電場，使陰極發射的電子數增多。當外加電場增至，高時，電子流將急劇增加而導致液體電介質擊穿。

　　以1抱擊穿理論在外施電場較高時，會液體電介質產生氣泡。其原因有當電極上局溫度在較低溫度下，般液體的擊穿電壓與溫度沒有多大關系；在較高溫度下，當溫度接密度足夠大，使附近液體電介質氣化。液體中的高能電子與液體分子發生碰撞電離，在液體電介質中產生氣體。液體電介質被電極上面尖角或毛刺及不光滑面引起電暈放電產生氣泡。

　　由于上述原因，在純凈的液體電介質中就有氣泡的存在。在交流電場中，串聯介質中的電場強度分布與各介質的介電常數成反比，而氣體的接近于液體電介質又比較高，因此電場將集中在擊穿場強比液體低得多的氣體上，氣泡先開始電離，這又使氣泡溫度升高體積膨脹，電離將進步發展；而帶電粒子又撞擊油分子，使油分解出氣體，擴大氣體通道。如果電離的氣泡在電場中堆積成氣體小橋，擊穿就可能在此通道上發生。

　　在工程中應用純凈液體較少，故對純凈液體擊穿現象的研究，僅有學術價值，實用價值不大。

　　2.4.3.2有雜質液體電介質的擊穿機理由于在液體電介質中可能含有雜質乳膠狀水滴和氣泡其擊穿機理是①液體中含乳膠狀水滴和纖維灰塵雜質時，由于水和纖維的極性大，在強電場的作用下，它們極化后定向排列，在兩極中間形成小橋，導致擊穿。氣體的存在形成氣橋，氣橋內氣體的碰撞，導致局部發熱，鄰近的液體受熱沸騰汽化使氣泡逐漸擴大形成導電小橋直至擊穿。因此在變壓器油中，我們嚴格地規定了含水量含氣量和顆粒度的大小及數量。

　　2.4.3.3影響液體電介質擊穿電壓的因素純凈度液體電介質的純凈度越高，就越不容易擊穿，影響液體電介質擊穿電壓的主要因素，是液體中存在的雜質乳膠狀水滴和氣泡。它們使液體電介質的擊穿電壓大大降低。因此在變壓器行業經常對變壓器油進行脫水脫氣的濾油處理，以提高其純凈度。

　　電壓作用時間液體擊穿電壓與電壓作用時間有密切關系。電壓作用時間越長，液體電介質擊穿電壓就越低。般來說，擊穿電壓與電壓作用時間可用下列經驗公式來。

　　純凈度及溫度的提尚而增大；叫為長期作用下的擊穿電壓，4和1為常數。

　　壓力液體經過完全去氣，其擊穿電壓基本上與壓力無關。

　　近液體的沸點時，其擊穿電壓顯著下降。

　　電源頻率同電介質，電源頻率越高就越難擊穿。這是因為電源交變頻繁，在兩電極間搭橋就越困難。

　　電場均勻度電場越不均勻，電介質的擊穿電壓就越低。

　　2.4.4固體電介質擊穿固體電介質的擊穿大致可分為電擊穿熱擊穿和放電擊穿電化學等種。

　　2，4.4.1電擊穿在強電場下電介質內部帶電質點劇烈運動，發生碰撞電離，并破壞分子結構，增加電導，以致后擊穿，稱為電擊穿。

　　24.4.2影響電擊穿的幾種因素，介質的厚度與電擊穿的關系介質的厚度和擊穿基本是線性關系，可由下列經驗公式。uAdkV 4因材料的種類與結構不同而異。在實用上，值為0.51.0，在同材料中，因干燥情況及電場分布不同，值有時亦有差異。平常在設計電氣設備時，取1=較為安全妥當。般來說，當電器額定電壓在10以下時，其所用絕緣厚度只有幾厘米，此時厚度的選擇般決定于材料的機械強度。當電器的額定電壓在lOkV以上時，絕緣的厚度選擇應以其所需承受的電壓為標準。因為此時對所選用的厚度，其機械強度在大多數情況下是足夠的。當電壓甚高時，熱擊穿的現象顯著，材料再增加厚度有時也達不到絕緣的目的，這時應改用介質損耗因數較小的材料或設法增加絕緣系統的散熱能力。

　　2擊穿電壓與施加電壓的時間的關系由于加壓時間的不同，所得到的絕緣強度值亦不同。在絕緣試驗中，所用的加壓方法有短時加壓與逐步加壓兩種。在短時加壓試驗中，電壓以定的速度向上升高，至擊穿為止。在絕緣材料試驗中規定，采用連續均勻升壓法，升壓速度26.

　　在逐步加壓試驗中，將預期的電壓加于電極上，停留定時間后，然后升高電壓，再停留定時間后，再升局電壓，如此逐步升尚，直到擊穿為止。

　　因為加壓時間對于絕緣強度的影響很大，所以般試樣擊穿電壓kV升壓速度kVs1法的每級電壓值擊穿電壓值kV每級升壓數值kV材料的絕緣電壓或絕緣強度值，凡未特別指明的，均指逐步加壓試驗中所得的數值。絕緣材料試驗標準中規定，采用1逐級升壓法時，按下列方式升壓第級加電壓值為標準規定擊穿電壓的50，保持，以后每級升壓后保持，直至擊穿，級間升壓時間不超過8.升壓時間應計在1內，每級電壓值采用27規定的數值。如果擊穿發生在升壓過程中，則以擊穿前開始升壓的那級電壓作為擊穿值。如果擊穿發生在保持不變的電壓級上，則以該級電壓作為擊穿電壓。

　　因此，般絕緣材料，在短時間比在長時間所承受的電壓高些。每種絕緣材料均有無限大的時間所能承受的大電壓值，大于此電壓值時，在加上電壓超過定時間后，材料將被擊穿。每種均有擊穿電壓與時間的關系曲線，2.

　　對于某些固體絕緣材料，2曲線可以用下列經驗公式時間為化的擊穿電壓的比值U加壓分鐘后的擊穿電壓U1加壓時間1的擊穿電壓U0加壓時間為無窮大的擊穿電壓a，=為常數，其值視材料不同而異時間尤l為lmin擊穿電壓值，IO為加壓時間為無窮大時的電壓值u1為lmin擊穿電壓值，I，1J為加壓時間為無窮大時的電壓值8擊穿強度和電極距離的關系般情況下，擊穿電壓和距離成正比增加錢性關系，但當電極距離3很小時，例如從，到1.，其交流擊穿電場強度隨距離的減小，按下列經驗公式=擊穿電壓與電壓種類的關系同電介質同電極結構，其交流直流沖擊下的擊穿電壓往往是不相同的。電介質的沖擊穿電壓常大于工頻擊穿電壓，而固體電介質因為直流下固體電介質中損耗小局部放電弱，所以在直流下的擊穿電壓也常比工頻幅值要高得多。

　　擊穿電壓與頻率的關系在交流電場下，頻率越高，擊穿電壓越低。在射頻之下，材料的絕緣強度顯著降低。

　　在許多有機材料，如紙棉織品等，其擊穿電壓與頻率的關系可用下列經驗公式，即王樹森沈陽變壓器有限責任公司，遼寧沈陽，25待續變壓器技術培訓信息近，沈陽變壓器有限責任公司培訓中心將舉辦個變底。

　　壓器技術培訓班。這個培訓班分別是3.互感器設計與制造培訓班2003年4月14日，6月特種變壓器設計與制造培訓班2003年2月18日，底。

　　3月18日，主講人王世忠高工；培訓班聯系人劉錫九劉鳳君；