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液體電介質(zhì)的擊穿原理

來源:北京中航時代儀器設備有限公司   2024年06月07日 12:18  

【模塊描述】本模塊介紹液體電介質(zhì)的電擊穿原理和“小橋”擊穿理論。通過原理講解,掌握雜質(zhì)在工程用液體電介質(zhì)的擊穿中的作用原理。

【正文】

一、純凈液體電介質(zhì)的擊穿原理

常用的液體介質(zhì)主要有從石油提煉出來的礦物油——變壓器油、電容器油、電纜油等。純凈液體電介質(zhì)的擊穿屬于電擊穿。在外電場足夠強時,電子在碰撞液體分子可引起游離,使電子數(shù)倍增,形成電子崩。同時正離子在陰極附近形成空間電荷層,增強了陰極附近的電場,使陰極發(fā)射的電子數(shù)增多,導致液體介質(zhì)擊穿。

液體電介質(zhì)的擊穿原理


二、工程用液體電介質(zhì)的擊穿原理

與純凈的液體電介質(zhì)相比,工程用液體電介質(zhì)的擊穿場強較低。這主要是因為在電氣設備制造過程中有雜質(zhì)混入,其山穿存在熱過程,屬于熱擊穿的范疇,可用“小橋”擊穿理論來解釋工程用液體電介質(zhì)的擊穿過程。例如,油中常因受潮而含有水分,此外還含有油紙或布脫落的纖維,而水和纖維的相對介電系數(shù)εr很大,極易極化而沿電場方向定問排列。若定向排列的纖維貫穿于電極形成連續(xù)的雜質(zhì)小橋,因小橋的電導較大,其泄漏電流增大,從而引起雜質(zhì)小橋通道發(fā)熱,這會促使汽化,隨著氣泡擴大和發(fā)展,會出現(xiàn)氣體小橋,使隙發(fā)生擊穿

如果油間隙較長,難以形成貫通的小橋,則不連續(xù)的小橋也會顯著畸變電場,降低間隙的擊穿電壓。由于雜質(zhì)小橋的形成帶有統(tǒng)計性,因而工程液體電介質(zhì)的擊穿電壓有較大的分散性。小橋的形成還與電極形狀和電壓種類有關(guān)。當電場極不均勻時,由于棒電極附近會出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象,造成油的擾動,妨礙小橋的形成。在沖擊電壓作用下,由于作用時間極短,小橋不易形成。

總體來說,液體介質(zhì)的擊穿理論還不是很成熟,雖然有些理論在一定程度上能解釋擊穿的規(guī)律,但大多都是定性的,在工程實際中主要靠實驗數(shù)據(jù)。一般可以通過測量其電氣強度、tanδ和含水量來判斷變壓器油的品質(zhì)。


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