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影響固體介質擊穿的因素及提高其電氣強度的措施

更新時間:2024-02-22      點擊次數:1409

影響固體介質擊穿的因素及提高其電氣強度的措施

(1)電壓作用時間:外施電壓作用時間對擊穿電壓的影響很大,以常用的電工紙板(尺寸為mm)為例,如圖2-19所示,在圖中較寬范圍內(B區)擊穿電壓與電壓作用時間無關,只在時間小于微秒級時(A區),擊穿電壓才升高。這與氣體放電的伏秒特性相似,區域B屬電擊穿范圍,這是因為在時間很短時,熱和化學的作用尚不起作用。在C區屬熱擊穿范圍,因為在交流電壓作用時間較長時的擊穿,往往是熱的過程起決定性作用,電壓作用時間愈長,其擊穿值愈低。

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(2)溫度:如圖2-20所示,當溫度在t0值以下時,擊穿場強很高,且與溫度幾乎無關,屬電擊穿;在t0值以上時,周圍溫度越高,散熱條件越差,熱擊穿電壓就越低。對不同材料,此轉折溫度t0值是不同的、即使同一材料、如材料愈厚,散熱困難,t0值就可能出現在更低溫度處。即在較低溫度時便出現熱擊穿。 

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(3)電場均勻程度:均勻致密的材料,在均勻電場中,電介質耐壓較高,擊穿電壓與厚度有直線關系;在不均勻電場中,擊穿電壓大大降低,且隨厚度的增加而增加很慢,如圖2-21所示,當厚度增 加時,散熱困難,可能出現熱擊穿,故增加厚度的意義不大。常用的固休介質往往很不均勻致密,即使處于均勻出場中,由于氣孔或其他缺陷將會使電場畸變,氣孔中先行游離,對固體介質是有害的。經干燥、浸漬處理過的絕緣材料,可明顯提高其電氣強度。

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(4)電壓種類:在相同情況下,介質在交、直流及沖擊下的擊穿電壓往往不同,其沖擊系數(沖擊擊穿電壓與工頻擊穿電值之比)常大下1,在直流下擊穿電壓也常比工頻時高得多,因為直流下固體介質中損耗小,局部放電弱之故:

所加電壓頻率高時,局部放電及損耗都大,發熱嚴重,能導致熱擊穿,或局部放電帶來的化學變化,使絕緣損傷、劣化、發生電化學擊穿。

(5)累積效應:在不均勻電場中,當外施較高電壓時,雖然已發生較強的局部放電,但由于電壓作用的時間很短,未形成擊穿,而在介質內形成局部損傷,故在下次施加電壓時,便會形成擊穿,所以,當介質隨外加沖擊或工頻試驗電壓次數增多時,其擊穿電壓將會下降。

(6)受潮:介質受潮會使其擊穿電壓下降,這與介質本身的性能有關。易吸潮的介質,吸擊穿電壓下降很大,故高壓下使用的絕緣在制造中要注意除去水分,并在運行中注意防潮。

(7)機械負荷:固體材料在使用中有時能遇到較大的積械負荷作用,使材料發生裂縫,其擊穿電著降低。例如,懸式絕緣子工作時受機械和電的作用,故出廠前要經機電負荷聯合試驗。

此外,有機固體材料在運行中受熱、化學的作用,可能變脆,裂開失去彈性,不能再作為絕緣材料使用。


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