高电压技术 固体介质的击穿 1.4.5-固体介质的击穿.pptVIP

建设期的龙滩水电站 运行期的龙滩水电站 3、改进绝缘的运行条件 防止潮气侵入，防止尘污和各种有害气体的侵蚀，加强散热冷却，防止臭氧及有害气体与绝缘材料的接触。 提高固体电介质击穿电压的方法 高电压技术精品资源共享课程 高电压技术 重庆电力高等专科学校 刘赟 副教授 重庆电力高等专科学校 1.4固体绝缘材料及其击穿特性 重庆电力高等专科学校 1.4.2 玻璃 1.4 固体绝缘材料及其击穿特性 子情境 1.4 固体绝缘材料及其击穿特性 1.4.1 云母 1.4.3 陶瓷 1.4.4 合成树脂 1.4.5 固体电介质的击穿 1.4.6 电介质的老化 固体绝缘材料 固体绝缘材料 重庆电力高等专科学校 【学习任务】 1.了解固体绝缘材料的分类 2.熟悉常见固体绝缘材料特性 3.了解固体绝缘材料用途 1.4固体绝缘材料及其击穿特性 1.4.5 固体电介质的击穿 重庆电力高等专科学校 【学习任务】 了解固体电介质的击穿机理，了解影响固体电介质击穿电压的因素，能正确运用提高固体电介质击穿电压的方法。 1.4固体绝缘材料及其击穿特性 电力系统中一些电气设备常用固体介质作为绝缘和支撑材料。 在气、固、液三种电介质中，固体材料密度最大，耐电强度也最高。 空气的耐电强度一般在3KV/mm~4KV/mm左右， 液体的耐电强度在10KV/mm~20KV/mm ；而固体的耐电强度在十几至几百KV/mm。 1.4.5 固体电介质的击穿 固体电介质击穿后，出现烧焦或熔化的通道、裂缝等，即使去掉外施电压，也不象气体、液体介质那样能自己恢复绝缘性能。 1.4.5 固体电介质的击穿 1、电击穿 固体电介质的击穿与气体电介质的击穿类似，是以碰撞游离为基础的，认为在强电场作用下，固体电介质中存在的少量自由电子积聚足够的动能后，与中性原子发生碰撞并使其游离，产生电子崩，从而引起击穿。 电击穿特点： 击穿电压高，击穿时间短；击穿前介质发热不显著；击穿电压与电场的均匀程度有关，而与周围环境温度无关。 固体电介质的击穿机理： 2、热击穿 当固体电介质受到电压作用时，由于介质中发生损耗引起发热。当单位时间内介质发出的热量大于散发的热量时，介质的温度升高。而介质的电导具有正的温度系数，即温度越高，电导越大，这就使泄漏电流进一步增大，损耗发热也随之增大，最后温升过高，导致绝缘性能完全丧失，介质即被击穿。 热击穿特点： 击穿电压相对较低，击穿时间也相对较长；击穿前介质发热显著，温度较高； 与电压作用时间、周围环境温度、散热条件等关系密切。 固体电介质的击穿机理： 3、电化学击穿 电气设备在运行了很长时间后（数十小时甚至数年），运行中绝缘受到电、热、化学、机械力作用，绝缘性能逐渐劣化，这种现象称为老化。由于绝缘的老化而最终导致的电击穿或热击穿称为电化学击穿。 固体电介质的击穿机理： 影响固体电介质击穿电压的因素 时间短 时间长 电击穿 热击穿起决定作用 电热联合作用 较大范围内击穿电压与作用时间无关 电压作用时间越长，击穿电压越低 1、电压作用时间 1-66 tt0： Ub很高，且与t无关（属电击穿)； tt0：t越高，Ub↓(属热击穿) 应加强绝缘散热。 影响固体电介质击穿电压的因素 2、温度 1-67 在均匀电场中，击穿电压随介质厚度的增加而线性增加； 在不均匀电场中，介质厚度越大，电场越不均匀，击穿电压不再直线上升。当介质厚度增加到散热困难出现热击穿时，继续增加介质厚度就没有意义了。 影响固体电介质击穿电压的因素 3、电场均匀程度 冲击击穿电压 ＞ 工频 击穿电压 直流击穿电压 ＞ 工频 击穿电压 影响固体电介质击穿电压的因素 4、电压种类 固体介质在冲击电压作用下，有时虽未形成贯穿的击穿通道，但已在介质中形成局部放电或不完全击穿，由于固体绝缘的损伤是不可恢复性损伤，在多次冲击或工频试验电压下，一系列的不完全击穿得以逐步发展，从而导致击穿电压下降的现象，称为固体介质的“累积效应”。 随着施加冲击或工频试验电压次数的增加，固体介质的击穿电压将下降。所以在确定电气设备试验电压和试验次数时应注意累积效应。 影响固体电介质击穿电压的因素 5、累积效应 固体介质受潮后，其电导率和介质损耗均迅速增大，击穿电压也大幅降低。 对不易吸潮的介质，如聚乙烯、聚四氟乙烯等，受潮后击穿电压可下降一半左右； 对容易吸潮的介质，如棉纱、纸等，吸潮后的击穿电压可能仅为干燥时的百分之几或更低。 所以高压电气设备在制造过程中要注意除去绝缘中的水分，运行过程中要注意防潮，并定期检查绝缘的受潮程度。 影响固体电介质击穿电压的因素 6、受潮 三芯电缆 铠装电缆 安装后弯曲半径 10D 16D 固体电介质