液体、固体电介质特性.ppt

高电压技术 高电压工程系 刘春 tslc@mail.hust.edu.cn二、提高液体电介质击穿电压的方法 1. 提高以及保持油的品质——过滤、 防潮、 脱气、吸附 去杂质 去水 份 去气 体 去酸、脂类 二、提高液体电介质击穿电压的方法 2. 油和固体电介质组合 ——覆盖层 在电极覆盖一层薄膜 ——绝缘层 在电极表面包裹固体绝缘层 ——屏障 在气体、固体、液体三种电介质中，固体密度最大，耐电强度最高； 空气的耐电强度一般在3 — 4 kV/mm左右； 液体的耐电强度在10 — 20 kV/mm； 固体的耐电强度在十几 — 几百kV/mm； 2.3 固体电介质的击穿 固体电介质的击穿过程最复杂. 固体介质击穿后是唯一不可恢复的绝缘 普遍规律：任何介质的击穿总是从电气性能最薄弱的缺陷处发展起来的，这里的缺陷可指电场的集中，也可指介质的不均匀性 2.3 固体电介质的击穿 水桶定律 盛水的木桶是由许多块木板箍成的.一只水桶能装多少水, 完全取决于最短的那块木板。 * 固体击穿电压与电压作用时间的关系 固体击穿电压与电压作用时间的关系 一、固体电介质的击穿过程 1. 固体电介质击穿特性的划分 区域A：击穿时间小于10?s 的区域，此范围内击穿电压随击穿时间的缩短而提高。类似于气体介质击穿的伏秒特性 区域B：击穿时间在10?s ?0.2S范围的区域，此范围内击穿电压恒定，与时间无关 　这两个区域内的击穿都具有电击穿的性质 电工纸板的击穿电压 与电压作用时间的关系 区域C：击穿电压随时间的增加而明显下降，具有热击穿的特点 区域D ：C区以外 电工纸板的击穿电压 与电压作用时间的关系 A、B 区：属于电击穿 C 区：属于热击穿 D 区：为电化学击穿、电老 化，击穿时间在几十 个小时以上，甚至几年 电击穿理论建立在固体电介质中发生碰撞电离基础上，固体电介质中存在少量传导电子，在电场加速下与晶格结点上的原子碰撞，从而导致击穿； 电击穿的特点： 电压作用时间短，击穿电压高，击穿电压与环境温度无关，与电场均匀程度有密切关系，与电压作用时间关系很小。 当固体电介质的介质损耗很小、有良好的散热条件，且内部不存在局部放电，这种情况下发生的击穿通常是电击穿。其击穿场强一般可达102～103kV／mm 。 二、 固体介质击穿理论（1）电击穿理论 碰撞电离引起击穿的解释 固有击穿理论——单位时间内传导电子从电场获得的能量与因碰撞而失去的能量不平衡而引起击穿 电子崩击穿理论——传导电子由电场得到了可使晶格原子电离的能量，产生了电子崩，当电子崩发展到足够强时（?d足够大），引起固体介质击穿 （2）热击穿理论 介质内部的热不平衡过程所造成的。电导电流和介质极化引起介质损耗，使介质发热，介质温度升高，而介质的电导率随温度的升高而急剧增大，所以电流进一步增大，损耗、发热也随之增加。发热和散热的不平衡导致。 热击穿特点：击穿电压随环境温度的升高按指数规律降低；击穿电压与散热条件有关，如介质厚度大，则散热困难，因此击穿电压并不随介质厚度成正比增加；当电压频率增大时，击穿电压将下降；击穿电压与电压作用时间有关。 介质劣化的结果。 介质的局部区域发生局部放电，这种放电并不立即形成贯穿性通道，而是非完全击穿，它使介质引起化学离解，形成树枝状通道，这些树枝状通道，随时间推移不断伸长，使绝缘进一步劣化，最终发展到整个电介质击穿。 电化学击穿的特点：由于它是绝缘性能下降之后发生的击穿，因此击穿电压比电击穿和热击穿低。 电化学击穿不发生在很高电压下，而是在较低电压下甚至是工作电压下发生。 （3）电化学击穿理论