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影响固体介质击穿电压的因素

日期:2021-12-02浏览:163次

  如果电压作用时间很短,固体介质的击穿往往是电击穿,击穿电压当然也较高。随着电压作用时间的增长,击穿电压将下降,如果在加电压后数分钟到数小时才引起击穿,则热击穿往往起主要作用。不过二者有时很难分清,例如在工频交流耐压试验中的试品被击穿,常常是申和热双重作用的结果。电压作用时间长达数十小时其至几年才发生击穿时,大多属于电化学击穿的范畴。
  以常用的油浸电工纸板为例,以频击穿电压(峰值)作为基准值,纵坐标以标么值来表示。电击穿与热击穿的分界点时间约在之间,作用时间大于此值后,热过程和电化学作用使得击穿电压明显下降,不过击穿电压与更长时间的击穿电压相差已不太大,所以通常可将频试验电压作为基础来估计固体介质在工频电压作用下长期工作时的热击穿电压。许多有机绝缘材料的短时间电气强度很高,但它们耐局部放电的性能往往很差,以致长时间电气强度很低,这一点必须予以重视。在那些不可能用油浸等方法来消除局部放电的绝缘结构中(例如旋转电机),就必须采用云母等耐局部放电性能好的无机绝缘材料。油浸电工纸板的击穿电压与加电压时间的关系时电场均匀程度和介质的厚度处于均匀电场中的固体介质,其击穿电压往往较高,且随介质厚度的增加近似地成线性增大若在不均匀电场中,介质厚度增加将使电场更不均匀,于是击穿电压不再随厚度的增加而线性上升。当厚度增加使散热困难到可能引起热击穿时,增加厚度的意义就更小了。
  
  高压电器稳定性试验新技术、新设备应用与操作及检验标准实务全书常用的固体介质一般都含有杂质和气隙,这时即使处于均匀电场中,介质内部的电场分布也是不均匀的,最da电场强度集中在气隙处,使击穿电压下降。如果经过真空干燥、真空浸油或浸漆处理,则击穿电压可明显提高。
  频率在电击穿域内,如果频率的变化不造成电场均匀度的改变,则击穿电压与频率几乎无关。在热击穿区域内,如果频率使和变化不大,则击穿电压将与频率的平方根成反比。如厚度为玻璃,在工频时的击穿电压为(有效值),而在高频时击穿电压仅为(有效值)。这是因为频率上升使介质损耗上升,导致发热,促使热击穿过程的发展。
  
  温度固体介质在某个温度范围内其击穿性质属于电击穿,这时的击穿场强很高,且与温度几乎无关。超过某个温度后将发生热击穿,温度越高热击穿电压越低如果其周围媒质的温度也高,且散热条件又差,热击穿电压将更低。因此,以固体介质作绝缘材料的电气设备,如果某处局部温度过高,在工作电压下即有热击穿的危险。不同的固体介质其耐热性能和耐热等级是不同的,因此它们由电击穿转为热击穿的临界温度一般也是不同的。
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