绝缘油等液体的击穿电压机理

用于高压电气设备中的液体电介质除了用作绝缘之外，还起冷却(如在油浸式电力变压器中)以及灭弧(如在油断路器中)作用。日前常用的液体电介质主要是从石油中提炼出来的碳氢化合物的矿物油，除了这些矿物油之外还有蓖麻油、人工合成的硅油、十二烷基苯等，但它们不如矿物油应用广泛。根据用途不同，这些液体电介质分别称为变压器油、电容器油和电缆油，下面以变压器油为例讨论液体电介质的击穿。

一、变压器油的击穿机理

纯净液体电介质的击穿过程与气体击穿过程很相似，也是由液体中带电质点的碰撞游离导致击穿，但击穿场强要高得多(可达1MV/cm)，然而讨论这种纯净液体电介质的击穿并无实际意义。

工程实际中使用的液体电介质不可能是纯净的，在液体电介质的生产、运行中不可避免要混入杂质。这些杂质主要是气体、水分和纤维。正由于杂质的存在，液体电介质的击穿过程与纯净液体电介质(或气体介质)是不同的，击穿场强也不同[如变压器油击穿场强一般为120～250kV(幅值) /cm]。

对于工程上所使用的含有杂质液体电介质的击穿过程可用“小桥"理论来解释。液体电介质中的水分和纤维的介电系数很大(分别为81和6~7)，它们在电场作用下很容易极化，受电场力吸引且被拉长，并且逐渐沿电场方向头尾相连排列成“小桥"。如果此“小桥"贯穿电极，则由于组成此“小桥"的水分和纤维的电导较大，使流过“小桥"的泄漏电流增大，发热增加，使水分汽化和小桥周围的油分解或气化，即形成气泡。这种气泡也可以是液体电介质中原先存在的(即气体杂质所形成)。由于气泡中的电场强度要比油中高得多(与介电系数成反比)，而气泡中气体的击穿强度又比油低得多，所以一旦气泡在电场作用下排列连成贯通两电极的“小桥"，击穿就在此“气泡"通道中发生。换句话说，一旦油中形成气泡“小桥"，就发生击穿。油中的水分和纤维形成“小桥"。并不马上击穿，而仍要等到发展成气泡“小桥"才击穿，所以“小桥"理论也称为“气泡"击穿理论。