液体和固体介质的电气特性

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1、液体电介质的击穿液体电介质的击穿理论影响液体电介质击穿电压的因素提高液体电介质击穿电压的方法液体电介质的击穿理论液体电介质纯净的液体电介质电击穿理论小桥击穿理论气泡击穿理论工程用液体电介质纯净液体电介质的电击穿理论（电子碰撞电离理论）与气体放电汤逊理论相似在外电场足够强时，电子碰撞液体分子引起电离，使电子数倍增，形成电子崩。同时正离子在阴极附近形成空间电荷层增强了阴极附近的电场，使阴极发射的电子数增多，导致液体介质击穿。液体密度比气体密度大得多，电子的平均自由行程很小，积累能量困难，所以纯净液体的击穿场强比气体大得多。纯净液体电介质的气泡击穿理论液体中出现气泡交流电压下串联介质中电场强度的分

2、布与介质的εr成反比气泡εr最小，将承担高场强，且电气强度比液体介质低很多气泡先发生电离气泡电离后温度上升、体积膨胀、密度减小电离进一步发展电离产生的带电粒子撞击油分子，使它又分解出气体，导致气体通道扩大许多的气泡在电场中排列成气体小桥贯穿两极击穿在通道中完成击穿过程气泡的产生电子电流加热液体，分解出气体；电子碰撞液体分子，使之解离产出气体；静电斥力，电极表面吸附的气泡表面积累电荷，当静电斥力大于液体表面张力时，气泡体积变大；电极凸起处的电晕引起液体气化。工程液体电解质的击穿（变压器油）工程液体的特点：含有杂质、纤维等，εr很大（变压器油εr=2.2）由于水和纤维的εr很大，易沿电场方向发生

3、极化，并排列成杂质小桥。小桥击穿理论杂质中电导大泄漏电流增加，导致发热水分汽化气泡扩大杂质中εr大油中电场强度增高引起油电离油分解出气体气泡扩大气泡因电离或发热而不断扩大，排列成气体小桥贯穿两极，液体最终在气体通道中击穿第二节液体电介质的击穿影响液体电介质击穿电压的因素液体介质本身品质的影响含水量液态水在油中的两种状态：以分子状态溶解于油中，对击穿电压影响不大以乳化状态悬浮在油中，易形成“小桥”使击穿电压明显下降含0.1%的水分，油的击穿电压降到干燥时的15%~30%图3-16变压器油的工频击穿电压和含水量的关系第二节液体电介质的击穿含纤维量电场作用下，纤维形成“小桥”，使油的击穿电压降低；

4、有很强的吸附水分的能力，联合作用使击穿电压降低更为严重。含碳量碳粒的产生：电弧碳粒对油耐电强度作用的两个方面：碳粒具有较好的导电性，局部场强增加，击穿电压降低；活性碳粒有很强的吸附水分和气体的能力。第二节液体电介质的击穿含气量溶解在油中气体影响较小，黏度和耐电强度稍降。所溶气体的来源：直接、分解、电解第二节液体电介质的击穿判断变压器油的质量，主要依靠测量其电气强度、tg和含水量。其中最重要的实验项目就是用标准油杯测量油的工频击穿电压。米我国采用的标准油杯极间距离为2.5mm，电极是直径等于25mm的圆盘型铜电极，电极的边缘加工成半径为2.5mm的半圆以减弱边缘效应，保证了极间电场极板上是均

5、匀的。用来灌注高压电力变压器等的变压器油，其工频击穿电压在25～40kv以上灌注高压电缆和电容器的用油，其工频击穿电压在50kV或60kV以上第二节液体电介质的击穿温度干燥的油（曲线1）：随油温升高，电子碰撞电离过程加剧，击穿电压下降潮湿的油（曲线2）温度由0℃开始上升：一部分水分从悬浮状态转为害处较小的溶解状态，使击穿电压上升；超过80℃后：水开始汽化，产生气泡，引起击穿电压下降，在60℃～80℃间出现最大值3-18第二节液体电介质的击穿电场均匀度油的纯净程度较高时改善电场的均匀程度能使工频或直流电压下的击穿电压明显提高油的品质较差时由于杂质的聚集和排列已使电场畸变，改善电场，击穿电压提高

6、不明显含杂质的油受冲击电压作用，杂质来不及运动、聚集而无法形成小桥，所以改善电场均匀程度能提高击穿电压第二节液体电介质的击穿电压作用时间加压后短至几个微秒时表现为电击穿（电子碰撞电离），击穿电压很高电压作用时间为数十到数百微秒无杂质的影响，仍为电击穿，这时影响油隙击穿电压的主要因素是电场的均匀程度；电压作用时间更长杂质开始聚集，油隙的击穿开始出现热过程，击穿电压再度下降，为热击穿。第二节液体电介质的击穿压力不论电场均匀度如何，变压器油的工频击穿电压总是随油压的增加而增加压力越大油中气泡的电离电压增高气体在油中的溶解度增大不易形成小桥，击穿电压高第二节液体电介质的击穿提高液体电介质击穿电压的方

7、法提高以及保持油的品质过滤：除去纤维、水分、有机酸。防潮：制造、检修。祛气：除去水分和气体。防尘覆盖层材料：1mm的固体绝缘薄层。漆膜、胶纸带、漆布带。作用机理：阻碍杂质小桥中热击穿的发展。适用情况：油品质越差，电场越均匀，电压作用时间越长，则覆盖层的效果越显著。第二节液体电介质的击穿绝缘层材料：厚可达几十毫米的固体绝缘层。作用机理：覆在曲率半径较小的电极上，降低这部分空间的场强。且固体绝缘层的耐电强度较高，