固體電介質(zhì)的電氣強度

固體電介質(zhì)的電氣強度第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日主要內(nèi)容固體電介質(zhì)的擊穿過程影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的主要因素提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的方法電介質(zhì)的其它性能第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日 氣、固、液三種電介質(zhì)中，固體密度最大，耐電強度最高固體電介質(zhì)的擊穿過程最復(fù)雜，且擊穿后是唯一不可恢復(fù)的絕緣 普遍規(guī)律：任何介質(zhì)的擊穿總是從電氣性能最薄弱的缺陷處發(fā)展起來的概述第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日一、固體電介質(zhì)的擊穿過程1.固體電介質(zhì)擊穿特性的劃分

電工紙板的擊穿電壓與電壓作用時間的關(guān)系

第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日電擊穿理論建立在固體電介質(zhì)中發(fā)生碰撞電離基礎(chǔ)上，固體電介質(zhì)中存在少量傳導(dǎo)電子，在電場加速下與晶格結(jié)點上的原子碰撞，從而擊穿電擊穿理論本身又分為兩種解釋碰撞電離的理論

固有擊穿理論

電子崩擊穿理論2.電擊穿第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

時間影響

介質(zhì)特性

電場均勻度

累積效應(yīng)

無關(guān)因素電擊穿的特點第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

3.熱擊穿交變電壓下電瓷的擊穿電壓與溫度的關(guān)系第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

熱擊穿的概念：

由于介質(zhì)損耗的存在，固體電介質(zhì)在電場中會逐漸發(fā)熱升溫，溫度升高導(dǎo)致固體電介質(zhì)電阻下降，電流進一步增大，損耗發(fā)熱也隨之增大。在電介質(zhì)不斷發(fā)熱升溫的同時，也存在一個通過電極及其它介質(zhì)向外不斷散熱的過程。如果同一時間內(nèi)發(fā)熱超過散熱，則介質(zhì)溫度會不斷上升，以致引起電介質(zhì)分解炭化，最終擊穿。第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日電化學(xué)擊穿主要原因：局部放電影響因素：電壓作用時間，介質(zhì)種類電離性老化與電導(dǎo)性老化第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日二、影響固體介質(zhì)擊穿電壓主要因素電壓作用時間溫度電場均勻程度電壓種類累積效應(yīng)受潮機械負荷二次效應(yīng)如空間電荷等第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日電介質(zhì)擊穿過程的空間電荷效應(yīng)電介質(zhì)中空間電荷：由于外加電場的作用等原因，在介質(zhì)內(nèi)部積聚了電荷，稱作空間電荷空間電荷效應(yīng)：由于空間電荷的作用引起的一系列變化。在電介質(zhì)中，空間電荷的直接作用是改變了介質(zhì)中的電場分布。這種電場畸變的結(jié)果導(dǎo)致了介質(zhì)擊穿電壓的變化 第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

電荷引起電場分布的畸變機理界面場強被削弱了界面場強被增強了可導(dǎo)致介質(zhì)擊穿電壓升高可導(dǎo)致介質(zhì)擊穿電壓下降第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

概念：電介質(zhì)在外加電場的作用下，在金屬電極與電介質(zhì)之間的界面上積聚了與施加在該電極上的電壓極性相同的電荷，這些電荷稱為同極性空間電荷 特點：同極性空間電荷削弱金屬電極與介質(zhì)間的界面場強，結(jié)果可導(dǎo)致介質(zhì)整體擊穿電壓的提高，如（b）所示。當極性翻轉(zhuǎn)時，可導(dǎo)致?lián)舸╇妷合陆?，如（c）所示同極性空間電荷的積累第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

概念：電介質(zhì)在外加電場的作用下，在金屬電極與電介質(zhì)之間的界面上積聚了與施加在該電極上的電壓極性相反的電荷，這些電荷稱為異極性空間電荷 特點：異極性空間電荷增強金屬電極與介質(zhì)間的界面場強，結(jié)果可導(dǎo)致介質(zhì)整體擊穿電壓的降低，如（b）所示。當極性翻轉(zhuǎn)時，可導(dǎo)致?lián)舸╇妷荷?，如（c）所示異極性空間電荷的積累第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

同極性的空間電荷效應(yīng)在薄膜中具有特殊性，當介質(zhì)中空間電荷的量超過某一定值時，雖然同極性的空間電荷對施加電壓的電極起到削弱界面場強的作用，但由于大量的空間電荷積聚對另外一方的電極和介質(zhì)界面的電場分布得到有效的加強，從而導(dǎo)致介質(zhì)的整體擊穿電壓的下降薄膜中的空間電荷效應(yīng)第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日 空間電荷在實際中的問題 電氣電子設(shè)備中極性轉(zhuǎn)換對器件的危害 直流輸電中極性轉(zhuǎn)換對電纜的危害第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日提高電介質(zhì)擊穿電壓的方法改進制造工藝改進絕緣設(shè)計改善運行條件第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日電介質(zhì)的其它性能熱性能機械性能吸潮性能化學(xué)性能及抗生物性第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

耐熱性：指保證電介質(zhì)可靠安全運行的最高允許溫度

熱劣化：電介質(zhì)在稍高的溫度下，長時間后發(fā)生絕緣性能的不可逆變化

壽命：在一定溫度下，電介質(zhì)不產(chǎn)生熱損壞的時間1.熱性能第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

電介質(zhì)的耐熱等級 介質(zhì)熱老化的程度主要決定于溫度及介質(zhì)經(jīng)受熱作用的時間。為此國際電工委員會按照材料的耐熱程度劃分耐熱等級。如

YAEBFHC 90105120130155180>180℃

根據(jù)這個絕緣耐熱等級可以進行設(shè)備運行負荷的最佳經(jīng)濟性設(shè)計第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

電介質(zhì)的耐寒性 耐寒性是絕緣材料在低溫下保證安全運行的最低許可溫度，否則，固體可能變脆、開裂，液體可能凝固。如10、25、40號變壓器油分別表示其凝固溫度為-10、-25、-40℃第二十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日 2.機械性能

脆性、塑性、彈性

3.吸潮性能