液體和固體的絕緣特性-固體電介質(zhì)的絕緣特性(高電壓技術)

電介質(zhì)絕緣特性固體電介質(zhì)的老化

電氣設備中的絕緣在長期運行過程中會發(fā)生一系列物理變化和化學變化，致使其電氣、機械及其他性能逐漸劣化，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為絕緣的老化。固體介質(zhì)的老化可分為電老化、熱老化和環(huán)境老化三類。一、固體電介質(zhì)的老化(一)電老化

電介質(zhì)在電場的長期作用下，其耐電強度逐漸降低的現(xiàn)象稱為電老化。電老化主要由介質(zhì)中的局部放電所引起。

局部放電引起介質(zhì)老化的原因大致有以下幾個方面：1.放電產(chǎn)生的帶電質(zhì)點撞擊氣泡或氣隙壁使介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞，造成裂解。2.帶電質(zhì)點撞擊氣泡或氣隙壁引起介質(zhì)局部的溫度升高，造成熱裂解或促進氧化裂解，還可能因氣隙體積膨脹而使固體絕緣開裂、分層。

3.局部放電過程中會產(chǎn)生、、等活性氣體，有水分時還會產(chǎn)生硝酸、草酸等，它們對絕緣有氧化和腐蝕作用。4.局部放電會產(chǎn)生高能射線，引起高聚物裂解；還會使某些固體介質(zhì)的分子間產(chǎn)生交聯(lián)，導致介質(zhì)發(fā)脆。(二)熱老化

電介質(zhì)在熱的長期作用下發(fā)生化學反應，從而使其電氣性能和其他性能逐漸變差，這一現(xiàn)象稱為熱老化。

熱老化的特征主要表現(xiàn)為：介質(zhì)失去彈性、變硬、變脆，發(fā)生龜裂；機械強度降低；介質(zhì)變軟、發(fā)黏；介質(zhì)的電氣性能下降。(三)環(huán)境老化

絕緣從周圍環(huán)境中吸收的水分、氧氣等的作用及環(huán)境中各種射線的作用使介質(zhì)的絕緣性能降低的現(xiàn)象稱為環(huán)境老化。

環(huán)境老化主要對暴露在戶外大氣條件下的有機絕緣物影響較大，如導線絕緣、有機合成絕緣子等，所以環(huán)氧澆注絕緣子通?？捎糜趹魞?nèi)，卻不能用于戶外。

通過本知識點的學習，使學生了解固體電介質(zhì)的老化定義，掌握固體電介質(zhì)的老化類型，為今后的課程學習打下了良好的基礎。電介質(zhì)絕緣特性固體電介質(zhì)擊穿電壓與液體、氣體的區(qū)別一、固體電介質(zhì)擊穿場強高

固體電介質(zhì)擊穿場強一般比氣體和液體電介質(zhì)高，在均勻電場中，云母的工頻擊穿場強可達2000～3000kV/cm，而空氣的約為30kV／cm，變壓器油的約為120～200kV/cm。二、固體電介質(zhì)絕緣具有不可恢復性

固體電介質(zhì)的擊穿通常是一種不可逆的變化過程，擊穿以后在介質(zhì)中留下有不能恢復的痕跡，如貫穿兩極間的熔洞、燒穿的孔道、裂開等，即使去掉外施電壓，也不像氣體、液體電介質(zhì)那樣能自己恢復絕緣性能。三、固體電介質(zhì)具有累積效應

固體介質(zhì)在沖擊電壓作用下絕緣損傷會擴大甚至擊穿，這種現(xiàn)象稱為累積效應。大部分有機材料有明顯的累積效應，玻璃、云母等無機材料才沒有明顯的累積效應。四、固體電介質(zhì)擊穿具有體積效應

固體電介質(zhì)擊穿場強分散性很大，這與材料的不均勻性有關。加大試樣的面積和體積，使絕緣材料弱點出現(xiàn)的概率增大，會使擊穿場強降低，這就是所謂擊穿的體積效應。

通過本知識點的學習，使學生理解固體電介質(zhì)的擊穿，掌握固體電介質(zhì)擊穿與液體、氣體介質(zhì)擊穿的區(qū)別，為今后的課程學習打下了良好的基礎。電介質(zhì)絕緣特性提高固體擊穿電壓的具體措施一、通過精選材料、改善工藝、真空干燥、加強浸漬（油、膠、漆等），以清除固體電介質(zhì)中殘留的雜質(zhì)、氣泡、水分等二、采取合理的絕緣結(jié)構(gòu)

使各部分絕緣的耐電強度與其承受的場強相匹配；改善電極形狀及表面光潔度，使電場分布均勻；政善電極與絕緣體的接觸狀態(tài)，消除接觸處的氣隙或使接觸處的氣隙不承受電位差，如用半導體漆。三、在運行中，注意防止塵污、防潮和有害氣體的侵蝕，加強散熱冷卻，如自然通風、強迫通風、氫冷、油冷、水內(nèi)冷等措施。

通過本知識點的學習，使學生掌握提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的具體措施，為今后的課程學習打下了良好的基礎。電介質(zhì)絕緣特性影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的主要因素一、電壓作用時間

外施電壓的作用時間對固體電介質(zhì)擊穿電壓的影響很大，通常，對于多數(shù)固體電介質(zhì)，其擊穿電壓隨電壓作用時間的延長而明顯地下降。二、溫度

在低溫區(qū)域內(nèi)，固體電介質(zhì)的擊穿電壓隨溫度的升高幾乎不變，而在較高溫度下，則隨溫度的升高擊穿電壓明顯下降。工頻下電瓷的擊穿電壓與溫度的關系三、電場均勻程度

在均勻電場中，固體電介質(zhì)的擊穿電壓與厚度有直線關系；不均勻電場中，擊穿電壓大大降低，且隨厚度的增加而增加很慢，最后達到一極限值。四、電壓種類

對同一介質(zhì)，同一電極布置時，其交流、直流、沖擊下的擊穿電壓往往是不相同的。在直流電壓下，介質(zhì)損耗一般都比交流電場中為小，不容易發(fā)熱，因而擊穿電壓比工頻擊穿電壓(幅值)高。在沖擊電壓下，由于電壓作用時間很短，一般熱的效應和電化學的效應所造成的破壞還來不及形成，因此擊穿電壓一般都比工頻和直流的擊穿電壓高。五、固體介質(zhì)受潮程度

固體電介質(zhì)受潮以后,由于水分電導大，損耗大，所以擊穿電壓也要下降，下降的程度與固體介質(zhì)的性能有關。六、累積效應

由于固體介質(zhì)的絕緣損傷是不可恢復的，并具有累積效應。顯然，它會導致固體介質(zhì)擊穿電壓的下降。因此，對這些電氣設備進行耐壓試驗，加電壓的次數(shù)和試驗電壓值應考慮這種累積效應，而在設計固體絕緣結(jié)構(gòu)時，應保證一定的絕緣裕度。七、機械負荷

機械應力可能造成絕緣材料開裂、松散、使擊穿電壓降低。在運行中，由于長期受高溫作