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  绝缘的破坏
  在电气设备的运行过程中,绝缘材料会由于电场、热、化学、机械、生物等因素的作用,使绝缘性能发生劣化。
  绝缘击穿
  当施加于电介质上的电场强度高于临界值时,会使通过电介质的电流突然猛增,这时绝缘材料被破坏,完全失去了绝缘性能,这种现象称为电介质的击穿。发生击穿时的电压称为击穿电压,击穿时的电场强度简称击穿场强。
  气体电介质的击穿气体击穿是由碰撞电离导致的电击穿。在强电场中,气体的带电质点(主要是电子)在电场中获得足够的动能,当它与气体分子发生碰撞时,能够使中性分子电离为正离子和电子。新形成的电子又在电场中积累能量而碰撞其他分子,使其电离,这就是碰撞电离。碰撞电离过程是一个连锁反应过程,每—个电子碰撞产生—系列新电子,因而形成电子崩。电子崩向阳极发展,最后彤成一条具有高电导的通道,导致气体击穿。,在均匀电场中,当温度一定,电极距离不变‘气体压力很低时,气体中分子稀少,碰撞游离机会很少,因此击穿电压很高。随着气体压力的增大,碰撞游离增加,击穿电压有所下降,在某一特定的气压下出现最小值n但当气体压力继续升髙,密度逐渐增大’平均自由行程很小,只有更高的电压才能使电子积累足够的能量以产生碰撞游离,击穿电压也逐渐升高。利用此规律,在工程上常采用高真空和高气压的方法来提高气体的击穿场强。空气的击穿场强约为25-30kV/0n.
  液体电介质的击穿液体电介质的击穿特性与其纯净度有关,一般认为纯净液体的击穿与气体的击穿机理相似,是由电子碰撞电离最后导致击穿。但液体的密度大,电子自由行程短,积聚能量小,因此街穿场强比气体高=工程上液体绝缘材料不可避免地含有气体、液体和固体杂质,如液体中含有乳化状水滴和纤维时,由于水和纤维的极性强,在强电场的作用下使纤维极化而定向排列,并运动到电场强度最高处连成小桥,小桥贯穿两电极间引起电导剧增,局部温度骤升,最后导致击穿:,例如,manbetx下载包钢圆线变压器油中含有极少量水分就会大大降低油的缶穿场强。
  含有气体杂质的液体电介质的击穿可用气泡击穿机理来解释。气体杂质的存在使液体呈现不均匀性,液体局部过热,气体迁移集中,在液体中形成气泡。由于气泡的相对介电常数较低,使得气泡内的电场强度较高,约为油内电场强度的2——4倍,而气体的临界场强比油低得多,致使气泡游离,局部发热加剧,体积膨胀,‘气泡扩大,形成连通两电极的导电小桥,最终导致整个电介质击穿。
  为此,在液体绝缘材料使用之前,必须对其进行纯化、脱水、脱气处理;在使用过程中应避免这些杂质的侵入,液体电介质击穿后,绝缘性能在一定程度上町以得到恢复。
  固体电介质的击穿固体电介质的击穿有电击穿、热击穿、电化学击穿、放电击穿等形式。
  电击穿。这提固体电介质在强电场作用下,manbetx下载包钢扁钢其内少量处于导带的电子剧烈运动,与晶格上的原子(或离子)碰撞而使之游离,并迅速扩展下去导致的击穿。电击穿的特点是电压作用时间短,击穿电压高。电击穿的击穿场强与电场均匀程度密切相关,但与环境温度及电HI作用时间几乎无关。
  热击穿。这是固体电介质在强电场作用下T由于介质损耗等原因所产生的热量不能够及时散发出去,会因温度上升,导致电介质局部熔化、烧焦或烧裂,最后造成击穿。热击穿的特点是电压作用时间长,击穿电压较低。热击穿电压随环境温度上升而下降,但与电场均匀程度关系不大。
  电化学击穿。这是固体电介质在强电场作用下,由游离、发热和化学反应等因素的综合效应造成的击穿。其特点是电压作用时间长,击穿电压往往很低。它与绝缘材料本身的耐游离性能、制造工艺、工作条件等因素有关。
  放电击穿?这是固体电介质在强电场作用下,内部气泡首先发生碰撞游离而放电,继而加热其他杂质,使之汽化形成气泡,由气泡放电进一步发展,导致击穿。放电击穿的击穿电压与绝缘材料的质量有关。
  固体电介质一旦击穿,将失去其绝缘性能。
  实际上,绝缘结构发生击穿,往往是电、热、放电、电化学等多种形式同时存在,很难截然分开—般来说,在采用tan5值大、耐热性差的电介质的低压电气设备,在工作温度高、散热条件差时热击穿较为多见a而在髙压电气设备中,放电击穿的概率就大些。脉冲电JE下的击穿一般属电击穿。当电压作用时间达数十小时乃至数年时,大多数属于电化学击穿。
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