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影响击穿电压的因素

更新时间:2024-06-07      点击次数:268

【模块描述】本模块介绍影响液体电介质击穿电压的因素。通过各种杂质因素的分析,掌握不同因素对液体电介质击穿电压的影响结果。

影响击穿电压的因素


【正文】

一、液体电介质品质的影响

1.化学成分

矿物油中各种成分含量的比例对油的理化性能有一定影响,对油的短时耐电强度则没有明显影响。

2.含水量

在一定温度下油内最多含有水分25℃时约0.2g/L,70~80℃时约为0.5g/L。水在变压器油中有两种状态:一种是溶解状态,这种状态的水分对油的耐电强度影响不大;另一种是悬浮状态,这种状态的水分对油的耐电强度影响很大。如图TYBZ01403007-1所示,变压器油的含水量H在1×10-4时已使汕的击穿强度降得很低。含水量再增大时,对油的击穿强度不会有更大的影响,因为这种情况下,大部分水分将沉降到油的底部而不再影响油的击穿

影响击穿电压的因素

水分在油中存在的状态可随着温度的变化而转化。

在常温下即使有万分之一的水分,有的击穿场强都会降到干燥时的15%~30%

3.含纤维量

纤维易在电场力的作用下定向排列,形成小桥,同时易与水分联合作用使击穿场强明显下降。

4. 含碳量

细而分散的炭粒对油的耐电强度的影响并不显著,但炭粒与水分、杂质混合沉淀于电气设备固体介质表面,形成油泥,则易造成沿固体介质表面放电,并影响散热。

5.含气量

当油中还含有其他杂质时,击穿电压的下降程度随杂质的种类和数量而异。总体上,绝缘油溶解气体短时间内对油的性能影响不大,耐电强度只有少量降低,但外界因素使溶解于油中的气体析出,会使有的耐电强度有较大的降低,另外溶解于油中的氧气会加速油泥的形成。

二、电压作用时间的影响

油间隙的击穿电压会随电压作用时间的增加而下降,加电压时间还会影响油的击穿性质。

电压作用时间为数十到数百微秒时,杂质的影响还不能显示出来,仍为电击穿,这时影响油间隙击穿电压的主要因素是电场的均匀程度;电压作用时间更长时,杂质开始聚集,油隙的击穿开始出现热过程,于是击穿电压再度下降,为热击穿

三、电场的影响

若为优质油,保持油不变,而改善电场均匀度,能使工频击穿电压显著增大,也能大大提高其冲击击穿电压

在冲击电压下,由于杂质来不及形成小桥,故改善电场总是能显著提高油间隙的冲击击穿电压,而几乎与油的品质好坏无关。

四、温度的影响

油的击穿电压与温度的关系比较复杂,随电场的均匀度、油的品质以及电压型的不同而异,特别是与油的含水量有很大的关系。不论在均匀电场中还是不均匀电场中,随温度上升,冲击击穿电压均单调地稍有下降。图TYBZ01403007-2 表示标准油杯中变压器油的工频击穿电压与温度的关系,由图可见,干燥油的击穿强度与温度没有多大关系,但受潮的油的击穿强度与温度有很大的关系。在0~80℃的范围内,油的击穿强度随温度的图上升而显著提高,这是因为水分在油中的溶解变度随温度的升高而增加,使悬浮状态的水分减少的缘故。温度再升高时,由于油中水分汽化,使击穿强度下降,但仍比室温时的高。

影响击穿电压的因素

五、压力的影响

不论电场均匀度如何,工业纯变压器油的工击穿电压总是随油压的增加而增加,这是因为油中气泡的电离电压增高和气体在油中的溶解度增大的缘故。经过气处理的油,其工频击穿电压几乎与油压无关。

【思考与练习】

1.为什么油间隙的击穿电压会随电压作用时间的增加而下降?

2.液体介质的击穿与温度有何关系?

3.为什么充油电缆通常要加油压?

4.为什么经脱气处理的油,其工频击穿电压与油压无关?



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