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液体电介质的击穿原理

更新时间:2024-06-07      点击次数:182

【模块描述】本模块介绍液体电介质的电击穿原理和“小桥"击穿理论。通过原理讲解,掌握杂质在工程用液体电介质的击穿中的作用原理。

【正文】

一、纯净液体电介质的击穿原理

常用的液体介质主要有从石油提炼出来的矿物油——变压器油、电容器油、电缆油等。纯净液体电介质的击穿属于电击穿。在外电场足够强时,电子在碰撞液体分子可引起游离,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

液体电介质的击穿原理


二、工程用液体电介质的击穿原理

与纯净的液体电介质相比,工程用液体电介质的击穿场强较低。这主要是因为在电气设备制造过程中有杂质混入,其山穿存在热过程,属于热击穿的范畴,可用“小桥"击穿理论来解释工程用液体电介质的击穿过程。例如,油中常因受潮而含有水分,此外还含有油纸或布脱落的纤维,而水和纤维的相对介电系数εr很大,极易极化而沿电场方向定问排列。若定向排列的纤维贯穿于电极形成连续的杂质小桥,因小桥的电导较大,其泄漏电流增大,从而引起杂质小桥通道发热,这会促使汽化,随着气泡扩大和发展,会出现气体小桥,使隙发生击穿

如果油间隙较长,难以形成贯通的小桥,则不连续的小桥也会显著畸变电场,降低间隙的击穿电压。由于杂质小桥的形成带有统计性,因而工程液体电介质的击穿电压有较大的分散性。小桥的形成还与电极形状和电压种类有关。当电场极不均匀时,由于棒电极附近会出现局部放电现象,造成油的扰动,妨碍小桥的形成。在冲击电压作用下,由于作用时间极短,小桥不易形成。

总体来说,液体介质的击穿理论还不是很成熟,虽然有些理论在一定程度上能解释击穿的规律,但大多都是定性的,在工程实际中主要靠实验数据。一般可以通过测量其电气强度tanδ和含水量来判断变压器油的品质。


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