固體電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度

固體電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度第1頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(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2頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月 氣、固、液三種電介質(zhì)中，固體密度最大，耐電強(qiáng)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3頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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(shí)間的關(guān)系

第4頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月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(chǎng)加速下與晶格結(jié)點(diǎn)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5頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

時(shí)間影響

介質(zhì)特性

電場(chǎng)均勻度

累積效應(yīng)

無關(guān)因素電擊穿的特點(diǎn)第6頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.熱擊穿交變電壓下電瓷的擊穿電壓與溫度的關(guān)系第7頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

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(chǎng)中會(huì)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(jìn)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(shí)，也存在一個(gè)通過電極及其它介質(zhì)向外不斷散熱的過程。如果同一時(shí)間內(nèi)發(fā)熱超過散熱，則介質(zhì)溫度會(huì)不斷上升，以致引起電介質(zhì)分解炭化，最終擊穿。第8頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月電化學(xué)擊穿主要原因：局部放電影響因素：電壓作用時(shí)間，介質(zhì)種類電離性老化與電導(dǎo)性老化第9頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月二、影響固體介質(zhì)擊穿電壓主要因素電壓作用時(shí)間溫度電場(chǎng)均勻程度電壓種類累積效應(yīng)受潮機(jī)械負(fù)荷二次效應(yīng)如空間電荷等第10頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月電介質(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(chǎng)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(chǎng)分布。這種電場(chǎng)畸變的結(jié)果導(dǎo)致了介質(zhì)擊穿電壓的變化 第11頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

電荷引起電場(chǎng)分布的畸變機(jī)理界面場(chǎng)強(qiáng)被削弱了界面場(chǎng)強(qiáng)被增強(qiáng)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12頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

概念：電介質(zhì)在外加電場(chǎng)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(diǎn)：同極性空間電荷削弱金屬電極與介質(zhì)間的界面場(chǎng)強(qiáng)，結(jié)果可導(dǎo)致介質(zhì)整體擊穿電壓的提高，如（b）所示。當(dāng)極性翻轉(zhuǎn)時(shí)，可導(dǎo)致?lián)舸╇妷合陆?，如（c）所示同極性空間電荷的積累第13頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

概念：電介質(zhì)在外加電場(chǎng)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(diǎn)：異極性空間電荷增強(qiáng)金屬電極與介質(zhì)間的界面場(chǎng)強(qiáng)，結(jié)果可導(dǎo)致介質(zhì)整體擊穿電壓的降低，如（b）所示。當(dāng)極性翻轉(zhuǎn)時(shí)，可導(dǎo)致?lián)舸╇妷荷?，如（c）所示異極性空間電荷的積累第14頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

同極性的空間電荷效應(yīng)在薄膜中具有特殊性，當(dāng)介質(zhì)中空間電荷的量超過某一定值時(shí)，雖然同極性的空間電荷對(duì)施加電壓的電極起到削弱界面場(chǎng)強(qiáng)的作用，但由于大量的空間電荷積聚對(duì)另外一方的電極和介質(zhì)界面的電場(chǎng)分布得到有效的加強(qiáng)，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15頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月 空間電荷在實(shí)際中的問題 電氣電子設(shè)備中極性轉(zhuǎn)換對(duì)器件的危害 直流輸電中極性轉(zhuǎn)換對(duì)電纜的危害第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月提高電介質(zhì)擊穿電壓的方法改進(jìn)制造工藝改進(jìn)絕緣設(shè)計(jì)改善運(yùn)行條件第17頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月電介質(zhì)的其它性能熱性能機(jī)械性能吸潮性能化學(xué)性能及抗生物性第18頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

耐熱性：指保證電介質(zhì)可靠安全運(yùn)行的最高允許溫度

熱劣化：電介質(zhì)在稍高的溫度下，長(zhǎng)時(shí)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(shí)間1.熱性能第19頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

電介質(zhì)的耐熱等級(jí) 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(shí)間。為此國際電工委員會(huì)按照材料的耐熱程度劃分耐熱等級(jí)。如

YAEBFHC 90105120130155180>180℃

根據(jù)這個(gè)絕緣耐熱等級(jí)可以進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷的最佳經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)第20頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

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(yùn)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(hào)變壓器油分別表示其凝固溫度為-10、-25、-40℃第21頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月 2.機(jī)械性能

脆性、塑性、彈性

3.吸潮性