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　　2.4擊穿電壓絕緣強(qiáng)度當(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)使通過電介質(zhì)的電流劇增，使電介質(zhì)分子發(fā)生破裂式分解，完全失去絕緣性能，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的擊穿或者介質(zhì)電氣強(qiáng)度的破壞。

　　擊穿電壓是絕緣材料的項(xiàng)重要特性指標(biāo)。絕緣材料的擊穿電壓不僅取決于電介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，而且還取決于其預(yù)加工情況溫度濕度及其它些因素。另外，還與變壓器本身結(jié)構(gòu)和使用條件有密切關(guān)系。

　　2.4.2氣體擊穿電壓氣體擊穿的機(jī)理是由于氣體的帶電質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)中獲得巨大能量，當(dāng)它和其它分子相撞時(shí)，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(dǎo)的通道，導(dǎo)致氣體擊穿。

　　人們經(jīng)過實(shí)踐總結(jié)出氣體擊穿的規(guī)律，這個(gè)規(guī)律稱為巴森定律，即在溫度定時(shí)，在均勻電場(chǎng)中，氣體擊穿電壓與氣體的壓力和電極距離以的乘積有關(guān)，即=，關(guān)的常數(shù)。在均勻電場(chǎng)中，當(dāng)電極的距離在0.1；1左右時(shí)，20丈時(shí)極距與擊穿電壓關(guān)系=1.35+3，么讓；當(dāng)值在1左右時(shí)，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(chǎng)分布形電場(chǎng)分布形式均勻電場(chǎng)中的空氣間隙，其擊穿電壓高；不均勻電場(chǎng)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(tǒng)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(shí)間來(lái)說(shuō)，工頻波長(zhǎng)，操作波次之，雷電波短。在均勻電場(chǎng)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(chǎng)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(tài)即氣壓溫度和濕度等因素的影響。當(dāng)氣壓降低或溫度升高時(shí)，空氣密度下降，電子在兩次碰撞間所經(jīng)過的平均自由行程增大，因而從電場(chǎng)中獲得的動(dòng)能增多，碰撞游離能力增強(qiáng)，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(qū)，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(shè)計(jì)變壓器的外絕緣時(shí)要充分注意這點(diǎn)，如套管要采用加強(qiáng)套管。當(dāng)濕度增加時(shí)，該套管能引起間隙中的反游離，故能升高擊穿電壓。其機(jī)理是，當(dāng)帶電質(zhì)點(diǎn)存在時(shí)，其可以使水蒸氣凝結(jié)為小滴，由于小滴重力的作用，帶電質(zhì)點(diǎn)和它們起從間隙中帶出來(lái)，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(guān)，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(zhì)的擊穿電壓液體的擊穿現(xiàn)象比氣體的復(fù)雜，主要原因是雜質(zhì)對(duì)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(zhì)的擊穿機(jī)理純凈液體電介質(zhì)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(chǎn)生電離為前提的。在陰極因強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射的電子在電場(chǎng)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(qiáng)陰極面的電場(chǎng)，使陰極發(fā)射的電子數(shù)增多。當(dāng)外加電場(chǎng)增至，高時(shí)，電子流將急劇增加而導(dǎo)致液體電介質(zhì)擊穿。

　　以1抱擊穿理論在外施電場(chǎng)較高時(shí)，會(huì)液體電介質(zhì)產(chǎn)生氣泡。其原因有當(dāng)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(guān)系；在較高溫度下，當(dāng)溫度接密度足夠大，使附近液體電介質(zhì)氣化。液體中的高能電子與液體分子發(fā)生碰撞電離，在液體電介質(zhì)中產(chǎn)生氣體。液體電介質(zhì)被電極上面尖角或毛刺及不光滑面引起電暈放電產(chǎn)生氣泡。

　　由于上述原因，在純凈的液體電介質(zhì)中就有氣泡的存在。在交流電場(chǎng)中，串聯(lián)介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度分布與各介質(zhì)的介電常數(shù)成反比，而氣體的接近于液體電介質(zhì)又比較高，因此電場(chǎng)將集中在擊穿場(chǎng)強(qiáng)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(jìn)步發(fā)展；而帶電粒子又撞擊油分子，使油分解出氣體，擴(kuò)大氣體通道。如果電離的氣泡在電場(chǎng)中堆積成氣體小橋，擊穿就可能在此通道上發(fā)生。

　　在工程中應(yīng)用純凈液體較少，故對(duì)純凈液體擊穿現(xiàn)象的研究，僅有學(xué)術(shù)價(jià)值，實(shí)用價(jià)值不大。

　　2.4.3.2有雜質(zhì)液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理由于在液體電介質(zhì)中可能含有雜質(zhì)乳膠狀水滴和氣泡其擊穿機(jī)理是①液體中含乳膠狀水滴和纖維灰塵雜質(zhì)時(shí)，由于水和纖維的極性大，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，它們極化后定向排列，在兩極中間形成小橋，導(dǎo)致?lián)舸怏w的存在形成氣橋，氣橋內(nèi)氣體的碰撞，導(dǎo)致局部發(fā)熱，鄰近的液體受熱沸騰汽化使氣泡逐漸擴(kuò)大形成導(dǎo)電小橋直至擊穿。因此在變壓器油中，我們嚴(yán)格地規(guī)定了含水量含氣量和顆粒度的大小及數(shù)量。

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

　　電壓作用時(shí)間液體擊穿電壓與電壓作用時(shí)間有密切關(guān)系。電壓作用時(shí)間越長(zhǎng)，液體電介質(zhì)擊穿電壓就越低。般來(lái)說(shuō)，擊穿電壓與電壓作用時(shí)間可用下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)。

　　純凈度及溫度的提尚而增大；叫為長(zhǎng)期作用下的擊穿電壓，4和1為常數(shù)。

　　壓力液體經(jīng)過完全去氣，其擊穿電壓基本上與壓力無(wú)關(guān)。

　　近液體的沸點(diǎn)時(shí)，其擊穿電壓顯著下降。

　　電源頻率同電介質(zhì)，電源頻率越高就越難擊穿。這是因?yàn)殡娫唇蛔冾l繁，在兩電極間搭橋就越困難。

　　電場(chǎng)均勻度電場(chǎng)越不均勻，電介質(zhì)的擊穿電壓就越低。

　　2.4.4固體電介質(zhì)擊穿固體電介質(zhì)的擊穿大致可分為電擊穿熱擊穿和放電擊穿電化學(xué)等種。

　　2，4.4.1電擊穿在強(qiáng)電場(chǎng)下電介質(zhì)內(nèi)部帶電質(zhì)點(diǎn)劇烈運(yùn)動(dòng)，發(fā)生碰撞電離，并破壞分子結(jié)構(gòu)，增加電導(dǎo)，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(zhì)的厚度與電擊穿的關(guān)系介質(zhì)的厚度和擊穿基本是線性關(guān)系，可由下列經(jīng)驗(yàn)公式。uAdkV 4因材料的種類與結(jié)構(gòu)不同而異。在實(shí)用上，值為0.51.0，在同材料中，因干燥情況及電場(chǎng)分布不同，值有時(shí)亦有差異。平常在設(shè)計(jì)電氣設(shè)備時(shí)，取1=較為安全妥當(dāng)。般來(lái)說(shuō)，當(dāng)電器額定電壓在10以下時(shí)，其所用絕緣厚度只有幾厘米，此時(shí)厚度的選擇般決定于材料的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)電器的額定電壓在lOkV以上時(shí)，絕緣的厚度選擇應(yīng)以其所需承受的電壓為標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)榇藭r(shí)對(duì)所選用的厚度，其機(jī)械強(qiáng)度在大多數(shù)情況下是足夠的。當(dāng)電壓甚高時(shí)，熱擊穿的現(xiàn)象顯著，材料再增加厚度有時(shí)也達(dá)不到絕緣的目的，這時(shí)應(yīng)改用介質(zhì)損耗因數(shù)較小的材料或設(shè)法增加絕緣系統(tǒng)的散熱能力。

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

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

　　因?yàn)榧訅簳r(shí)間對(duì)于絕緣強(qiáng)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(jí)電壓值擊穿電壓值kV每級(jí)升壓數(shù)值kV材料的絕緣電壓或絕緣強(qiáng)度值，凡未特別指明的，均指逐步加壓試驗(yàn)中所得的數(shù)值。絕緣材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，采用1逐級(jí)升壓法時(shí)，按下列方式升壓第級(jí)加電壓值為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定擊穿電壓的50，保持，以后每級(jí)升壓后保持，直至擊穿，級(jí)間升壓時(shí)間不超過8.升壓時(shí)間應(yīng)計(jì)在1內(nèi)，每級(jí)電壓值采用27規(guī)定的數(shù)值。如果擊穿發(fā)生在升壓過程中，則以擊穿前開始升壓的那級(jí)電壓作為擊穿值。如果擊穿發(fā)生在保持不變的電壓級(jí)上，則以該級(jí)電壓作為擊穿電壓。

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

　　對(duì)于某些固體絕緣材料，2曲線可以用下列經(jīng)驗(yàn)公式時(shí)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(shí)間1的擊穿電壓U0加壓時(shí)間為無(wú)窮大的擊穿電壓a，=為常數(shù)，其值視材料不同而異時(shí)間尤l為lmin擊穿電壓值，IO為加壓時(shí)間為無(wú)窮大時(shí)的電壓值u1為lmin擊穿電壓值，I，1J為加壓時(shí)間為無(wú)窮大時(shí)的電壓值8擊穿強(qiáng)度和電極距離的關(guān)系般情況下，擊穿電壓和距離成正比增加錢性關(guān)系，但當(dāng)電極距離3很小時(shí)，例如從，到1.，其交流擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度隨距離的減小，按下列經(jīng)驗(yàn)公式=擊穿電壓與電壓種類的關(guān)系同電介質(zhì)同電極結(jié)構(gòu)，其交流直流沖擊下的擊穿電壓往往是不相同的。電介質(zhì)的沖擊穿電壓常大于工頻擊穿電壓，而固體電介質(zhì)因?yàn)橹绷飨鹿腆w電介質(zhì)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(guān)系在交流電場(chǎng)下，頻率越高，擊穿電壓越低。在射頻之下，材料的絕緣強(qiáng)度顯著降低。

　　在許多有機(jī)材料，如紙棉織品等，其擊穿電壓與頻率的關(guān)系可用下列經(jīng)驗(yàn)公式，即王樹森沈陽(yáng)變壓器有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng)，25待續(xù)變壓器技術(shù)培訓(xùn)信息近，沈陽(yáng)變壓器有限責(zé)任公司培訓(xùn)中心將舉辦個(gè)變底。

　　壓器技術(shù)培訓(xùn)班。這個(gè)培訓(xùn)班分別是3.互感器設(shè)計(jì)與制造培訓(xùn)班2003年4月14日，6月特種變壓器設(shè)計(jì)與制造培訓(xùn)班2003年2月18日，底。

　　3月18日，主講人王世忠高工；培訓(xùn)班聯(lián)系人劉錫九劉鳳君；