5-液体与固体介质电气特性.ppt

高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;一、电介质的极化、电导与损耗 二、液体介质的击穿 三、固体介质的击穿 四、组合绝缘的特性 五、绝缘的老化;5.1.1 电介质的极化;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;5.1.3 电介质的能量损耗 ;介质损耗为：;有损介质可用电阻、电容的串联或并联等值电路来表示。主要损耗是电导损耗，常用并联等值电路；主要损耗由介质极化及连接导线的电阻等引起，常用串联等值电路。 ;并联等效电路：阻性有功电流与容性无功电流的比值。 串联等效电路：阻性有功电压与容性无功电压的比值。;对于有损介质，电导损耗和极化损耗都是存在的，可用三个并联支路的等值回路来表示。 ;（1）气体介质的损耗;（2）液体介质的损耗;介质损耗与温度的关系： ;介质损耗与频率的关系： ;（3）固体介质的损耗 分子式结构介质： 中性和弱极性：主要为电导损耗，损耗极小，如石蜡、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等； 极性：为电导损耗和极化损耗，tanδ值较大，与温度、频率的关系和极性液体相似，如纸、纤维板和聚氯乙烯、有机玻璃、酚醛树脂等； 离子式结构介质：主要为电导损耗，损耗极小，如云母等； 不均匀结构介质：损耗取决于其中各成分的性能和数量间的比例，如云母制品、油浸纸、胶纸绝缘等； 强极性电介质：在高压设备中极少使用。;（4）研究介质损失角正切值tanδ的意义;5.2 液体介质的击穿;（1）纯净的液体电介质的击穿机理;（2）工程用的（非纯净）液体电介质的小桥击穿理论;小桥发热：组成小桥的纤维及水分电导大，从而使泄漏电流增加，并进而使小桥强烈发热。;绝缘外壳;高电压工程基础;（1）杂质的影响;（2）温度的影响 ;（3）油体积的影响;均匀电场中油（T=90℃）的冲击击穿场强与油体积的关系 ;（4）电压形式的影响 ;（5）电场均匀程度的影响;5.2.2 减小杂质影响的措施 ;（4）用固体介质减小油中杂质的影响;（4）用固体介质减小油中杂质的影响;三态电介质的耐电特性 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，所谓的缺陷可以指电场的集中，也可指介质的不均匀性。 击穿特性： 一般情况下，在气、液、固三种电介质中，固体密度最大，耐电强度也最高。 耐电强度:空气一般在 3～4 kV/mm; 液体一般在10～20 kV/mm; 固体一般在十几～几百 kV/mm 固体电介质的击穿过程最复杂，且击穿后是唯一不可恢复的绝缘。;固体介质的固有击穿强度比液体和气体介质高，其击穿的特点是击穿场强与电压作用的时间有很大的关系。在电场作用下，固体介质可能因以下过程而被击穿，且击穿使固体介质发生永久性破坏，是非自恢复绝缘。 ;5.3.1 电击穿 ;电击穿的主要特征： ; 固体介质在冲击电压多次作用下，其击穿电压有可能低于单次冲击作用时的值。因为固体介质为非自恢复绝缘，如每次冲击电压下介质发生部分损伤，则多次作用下部分损伤会扩大而导致击穿。这种现象为累积效应。 ;5.3.2 热击穿;介质发热（曲线1，2，3）及散热（曲线4）与介质温度的关系 U1 U2 U3 ;热击穿的主要特征： ;5.3.3 电化学击穿 ;;电极间加上瞬时值为u的交流电压时，Cg上的电压瞬时值ug为: ;真实放电量：;高电压工程基础;交流电压下每半周至少发生两次局部放电，所以电压频率越高，则单位时间内局部放电次数越多，即局部放电对绝缘的危害越严重。;各种材料耐受局部放电的性能是不同的。陶瓷、云母等无机材料有较强的耐局部放电的性能，而塑料等有机材料耐局部放电的性能较差，因此在设计时应使绝缘在工作电压下不发生局部放电。;5.3.4 影响固体介质击穿电压的因素 ;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;5.4 组合绝缘的特性;高电压工程基础;5.4.1 油-屏障绝缘和油纸绝缘的特点;高电压工程基础;高电压工程基础;5.4.2 多介质系统中的电场;高电压工程基础;高电压工程基础;5.4.3 利用组合绝缘调整电场的方法;高电压工程基础; GIS中的环氧盘形支撑绝缘子 ;5.5 绝缘的老化;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基础;高电压工程基