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铜包钢圆线绝缘的破坏

铜包钢圆线绝缘的破坏

  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,铜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,铜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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