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影響液體電介質(zhì)電壓擊穿的因素
閱讀：1525發(fā)布時(shí)間：2024-3-28
影響液體電介質(zhì)電壓擊穿的因素
液體電介質(zhì)電壓擊穿的大小既決定于其自身品質(zhì)的優(yōu)劣,，也與外果因素,，如溫度,、電壓有關(guān),。
1.液體電介質(zhì)的自身品質(zhì)
液體電介質(zhì)的品質(zhì)決定于其所含雜質(zhì)的多少,。含雜質(zhì)越多， 品質(zhì)越差,，電壓擊穿越低,。變壓器油的品質(zhì)通常采用標(biāo)準(zhǔn)油杯中變壓器油的工頻電壓擊穿來衡量。由于在均勻電場(chǎng)中雜質(zhì)對(duì)電壓擊穿的影響要比在不均勻電場(chǎng)中大,，所以標(biāo)準(zhǔn)油杯中電極做成如圖2-12所示的形狀,。
下面具體討論影響品質(zhì)的各種因素與電壓擊穿的關(guān)系。
(1)含水量,。含水量對(duì)液體電介質(zhì)電壓擊穿影響較大,。當(dāng)含水量極微小時(shí)，水分均以溶解狀態(tài)存在,，它對(duì)電壓擊穿影響不大,。當(dāng)含水量增加到超過溶解度時(shí)(25℃時(shí)水在變壓器油中的溶解度為50ppm,， 1ppm為1%的體積含量),，多余的水分常以懸浮狀態(tài)出現(xiàn)。這種懸浮狀態(tài)的小水滴在電場(chǎng)作用下極化并形成小橋,，導(dǎo)致擊穿,，所以電壓擊穿隨含水量增加而降低。當(dāng)含水量超過0.02%時(shí),，多余的水分沉淀到容器底部,，電壓擊穿不再降低。
(2)含纖維量,。含纖維量越多,，越易形成纖維小橋,，則電壓擊穿越低。由于纖維具有很強(qiáng)的吸附水分能力,，所以吸濕的纖維對(duì)電壓擊穿影響更大,。
(3)含氣量。當(dāng)含氣量很小時(shí),，溶解狀態(tài)的氣體對(duì)電壓擊穿影響很小,。但當(dāng)含氣量增加而出現(xiàn)自由狀態(tài)的氣體時(shí)，將使電壓擊穿隨含氣量增加而降低,。
2.溫度
溫度對(duì)液體電介質(zhì)電壓擊穿的影響隨介質(zhì)的品質(zhì),、電場(chǎng)的均勻程度以及電壓種類的不同而異。圖2-13為在標(biāo)準(zhǔn)油杯中變壓器油的工頻電壓擊穿與溫度的關(guān)系,。當(dāng)溫度由0℃開始逐漸上升時(shí),，水在油中的溶解度逐漸增大，原來懸浮狀態(tài)的水分逐漸轉(zhuǎn)化為溶解狀態(tài),，故油的電壓擊穿逐漸升高,；當(dāng)溫度超過60~80℃ 時(shí)，溫度再升高,，則水分開始汽化,，油亦將逐漸汽化，產(chǎn)生氣泡,，又使電壓擊穿降低,，從而在60~80℃時(shí)出現(xiàn)最大值。在0~5℃時(shí),，油中水分是懸浮狀態(tài)為最多,，此時(shí)小橋最易形成，故電壓擊穿達(dá)最小值,。溫度降低,，水滴將凝結(jié)成冰粒，其介電系數(shù)與油相近,，電場(chǎng)畸變減弱,，再加上油黏度增大，小橋不易形成,，故此時(shí)變壓器油的電壓擊穿隨溫度的下降反而提高,。
3.壓力
不論電場(chǎng)均勻與否，工程上用的變壓器油在工頻電壓作用下,，其電壓擊穿隨壓力增加而增大,，這是因?yàn)閴毫υ龃髸r(shí)，氣體在油中溶解度增大的緣故,。
4.電壓作用時(shí)間
液體電介質(zhì)的擊穿過程存在發(fā)熱,，伴隨有溫度的升高,，而溫度的升高需要一定的時(shí)間。當(dāng)電壓非常高時(shí),，在加壓后短至幾個(gè)微秒時(shí)的擊穿表現(xiàn)為電擊穿,，此時(shí)雜質(zhì)形成小橋的作用來不及顯示出來，因此電壓擊穿很高,。當(dāng)電壓作用時(shí)間大于毫秒級(jí)時(shí),，擊穿將發(fā)展為熱擊穿，一般情況下液體電介質(zhì)的擊穿都屬于熱擊穿,。電壓擊穿隨電壓作用時(shí)間增加而降低,。但在油不太臟的情況下，1min的電壓擊穿與長(zhǎng)時(shí)間的電壓擊穿相差不大,。為此,，變壓器油的工頻耐壓試驗(yàn)(即品質(zhì)試驗(yàn))通常加壓1min。
5. 電場(chǎng)均勻程度
電場(chǎng)愈均勻,，水分等雜質(zhì)對(duì)電壓擊穿的影響愈大,，電壓擊穿的分散性也愈大，電壓擊穿也愈高,。當(dāng)絕緣油的純度較高時(shí),，改善電場(chǎng)的均勻程度使工頻或直流電壓下的電壓擊穿明顯提高。而品質(zhì)較差的絕緣油,，雜質(zhì)的聚集和排列已使電場(chǎng)畸變,，改善電場(chǎng)以提高電壓擊穿的作用并不明顯。
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