電氣裝置絕緣失效的原因

1、電氣裝置絕緣失效的原因1. 由擊穿引起的絕緣失效(1)氣體的擊穿當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超出一定值時(shí)， 會(huì)造成間隙擊穿。 如果間隙過(guò)小， 也會(huì)使電場(chǎng)強(qiáng) 度增加而造成氣體擊穿。 常見(jiàn)的有， 電容器因施加電壓過(guò)高而擊穿， 因電線裸露 而產(chǎn)生的電火花， 閉合開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的電弧， 出現(xiàn)這些情況均說(shuō)明其氣體電介質(zhì)不 再具有絕緣性能。(2)液體電介質(zhì)的擊穿液體電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的要高得多。 若油中含有水分等雜 質(zhì)后，其電氣強(qiáng)度將嚴(yán)重下降，極易發(fā)生擊穿現(xiàn)象。(3)固體電介質(zhì)的擊穿固體電介質(zhì)的擊穿形式有： 電擊穿、 熱擊穿和電化學(xué)擊穿。 同一種電介質(zhì)在 不同的外界條件下，可以發(fā)生不同的擊穿形式。電擊穿。 由于外

2、電場(chǎng)的存在， 電離電子在強(qiáng)電場(chǎng)中積累起足夠能量， 使其 相互間發(fā)生碰撞導(dǎo)致電擊穿。其特點(diǎn)是過(guò)程快，擊穿電壓高。 熱擊穿。擊穿電 壓隨 溫度和電壓作用時(shí)間的延長(zhǎng)而迅速下降，這時(shí)的擊穿過(guò)程與電介質(zhì)中的熱 過(guò)程有關(guān)，稱為熱擊穿。環(huán)境溫度和電壓作用時(shí)間增加，熱擊穿電壓下降;電介質(zhì)厚度增力，平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)將下降。 電化學(xué)擊穿。在電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)中 可能因此而發(fā)生化學(xué)變化，不可逆地逐漸增大了電介質(zhì)的電導(dǎo)，最后導(dǎo)致?lián)舸?稱為電化學(xué)擊 穿。由于化學(xué)變化通常導(dǎo)致介質(zhì)損失增加，因而電化學(xué)擊穿的最 終形式常是熱擊穿。(4)沿面擊穿在實(shí)際的絕緣結(jié)構(gòu)中， 固體介質(zhì)周圍往往有氣體或液體介質(zhì)， 擊穿常常沿著 兩種電介質(zhì)交

3、界面并在電氣強(qiáng)度較低的一側(cè)發(fā)生， 稱為沿面擊穿。 沿面擊穿電壓 比單一介質(zhì)擊穿電壓要低。電容器電極邊緣，電機(jī)線 (棒)端部絕緣體很容易發(fā)生 沿面放電，對(duì)絕緣的損害很大。2. 老化引起的絕緣失效(1)熱老化以電纜、導(dǎo)線為例，隨著溫度升高，絕緣體變軟，其抗剪強(qiáng)度就會(huì)喪失。在 高溫下如果被其他物體擠壓， 則絕緣體有可能會(huì)發(fā)生塑變甚至使導(dǎo)體外露最終釀 成短 路;當(dāng)溫度超過(guò)絕緣體的額定值時(shí)，將導(dǎo)致絕緣退化 (壽命縮短 )，還可能造 成塑變或炭化，引起過(guò)度退化 ;因過(guò)熱而老化并硬化的絕緣體如受到彎曲，就有 可能出 現(xiàn)裂紋。若溫度低于絕緣體的額定值時(shí)，如果冷導(dǎo)線或電纜受到劇烈彎 曲或沖擊時(shí)，絕緣體也會(huì)破裂。

4、線圈短路、燒壞以及絕緣下降在很大程度上皆是由于熱老化而引起的。 開關(guān) 所受的化學(xué)作用會(huì)隨高溫而加速， 開關(guān)觸點(diǎn)和接地之間的絕緣電阻會(huì)隨溫度升高 而降低。高溫還會(huì)使觸點(diǎn)和開關(guān)機(jī)構(gòu)的腐蝕速度加快。(2)電氣老化當(dāng)絕緣材料承受高壓電場(chǎng)時(shí)， 絕緣材料的表面或內(nèi)部空隙會(huì)發(fā)生放電。 屢次 放電所產(chǎn)生的離子電弧和離子運(yùn)動(dòng)將嚴(yán)重侵蝕絕緣材料，使其絕緣性能下降。(3)環(huán)境因素引起的老化電機(jī)周圍有灰塵、腐蝕性氣體、水分、附著的油類和放射線等，使其加速老 化。由于雜質(zhì)離子的存在更容易產(chǎn)生離子電流和發(fā)生離子碰撞， 因此一般的電線 等導(dǎo)體表面會(huì)加防護(hù)套或涂防護(hù)漆， 一方面起絕緣作用， 另一方面可以保護(hù)導(dǎo)體 不受周圍灰塵

5、、氣體的侵蝕。(4)機(jī)械老化受啟動(dòng)運(yùn)行停車或負(fù)荷變動(dòng)所造成的交變負(fù)荷和交變沖擊的影響， 絕緣 材料與導(dǎo)電體之間因溫差及膨脹系數(shù)差而產(chǎn)生的反復(fù)應(yīng)力與變形， 會(huì)使絕緣性能 下降。另外受電磁力、離心力、振動(dòng)和重力的作用，絕緣劣化也會(huì)加速，這方面 尤以轉(zhuǎn)子繞組更明顯。機(jī)械沖擊一般會(huì)造成銜鐵變形， 以致在受到?jīng)_擊時(shí)不能保持定位。 高頻振動(dòng) 將使彈性元件疲勞或產(chǎn)生共振作用， 如果在開關(guān)觸點(diǎn)閉合時(shí)， 便會(huì)使觸點(diǎn)反跳造成閉合不嚴(yán)，使電氣設(shè)備無(wú)法正常工作。3. 絕緣失效的預(yù)防根據(jù)以上分析，絕緣失效的預(yù)防主要應(yīng)在提高絕緣材料的電阻率和增強(qiáng)電介 質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)兩方面入手。(1) 液體電介質(zhì)的預(yù)防保持液體電介質(zhì)的純凈度

6、， 防止雜質(zhì)混入。 在配制蓄電池電解液時(shí)應(yīng)選用蓄 電池用硫酸和純水。 盛裝電解液的容器必須是陶瓷、 玻璃、耐酸塑料或純鉛容器。 切 不可用銅、鐵容器盛裝電解液。 同時(shí)，調(diào)配和加注電解液時(shí)應(yīng)嚴(yán)防雜質(zhì)混入。 這就相對(duì)減少了電介質(zhì)中的自由離子，從而降低了電介質(zhì)工作時(shí)的電流密度。(2) 固體電介質(zhì)的預(yù)防固體電介質(zhì)絕緣失效主要由以下 4 方面原因造成：一是絕緣材料本身的內(nèi)在 原因，比如制作時(shí)材料的純度不夠以及固體內(nèi)部產(chǎn)生了一些結(jié)構(gòu)缺陷等。 二是外 電場(chǎng) 的場(chǎng)強(qiáng)過(guò)大或者電場(chǎng)兩極間距離太小。三是導(dǎo)體發(fā)熱造成的電介質(zhì)材料老 化引起絕緣失效。四是酸、堿、鹽、濕度以及交變磁場(chǎng)和交變應(yīng)力、冷熱沖擊等 環(huán)境因素。因此

7、，為防止固體電介質(zhì)絕緣失效，應(yīng)避免電介質(zhì)受到振動(dòng)、沖擊、壓力和 其他環(huán)境因素所產(chǎn)生的應(yīng)力，防止固體電介質(zhì)變形、移位 ;應(yīng)使固體電介質(zhì)遠(yuǎn)離 酸、 堿等腐蝕性很強(qiáng)的液體，或免受強(qiáng)烈射線的照射 ;電介質(zhì)所處環(huán)境溫度不能 過(guò)高，這就要求電氣設(shè)備超負(fù)荷工作時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)。此外，應(yīng)盡量避免在不均勻電場(chǎng)使用固體電介質(zhì)， 防止固體電介質(zhì)的電擊穿。 在選擇絕緣材料時(shí)也應(yīng)有所側(cè)重， 比如聚合物絕緣體在高溫環(huán)境下趨向于加速退 化，而熱固性塑料絕緣材料如酚醛塑料比 ABS、聚碳酸脂、聚丙烯或乙縮醛樹脂 等工作性能好。(3) 氣體電介質(zhì)的預(yù)防對(duì)于某些電氣設(shè)備內(nèi)部需要真空介質(zhì)的情況， 必須確保設(shè)備的嚴(yán)格密封， 保 持其真空度 ;保持電介質(zhì)工作環(huán)境無(wú)污染、無(wú)粉塵等顆粒性物質(zhì)。濕氣和污物積聚會(huì)形成腐蝕性物質(zhì)， 損害電容器和其他電子元器件。 即使是 在標(biāo)準(zhǔn)濕度的大氣條件下， 濕氣也很可能圍繞污物積聚起來(lái)。 如果不工作時(shí)設(shè)備 還要承受潮濕