電氣設(shè)備絕緣的破壞

發(fā)布時(shí)間:2024-03-12
(1)絕緣擊穿
絕緣材料所具備的絕緣性能一般是指其承受的電壓在一定范圍內(nèi)所具備的性能。當(dāng)承受的電壓超出了相應(yīng)的范圍時(shí),就會(huì)出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。電介質(zhì)擊穿是指電介質(zhì)在強(qiáng)電場(chǎng)作用下遭到急劇破壞,喪失絕緣性能的現(xiàn)象。擊穿電壓是指使電介質(zhì)產(chǎn)生擊穿的最小電壓。擊穿強(qiáng)度是指使電介質(zhì)產(chǎn)生擊穿的最小電場(chǎng)強(qiáng)度(也叫耐壓強(qiáng)度)。對(duì)于電介質(zhì)通常用平均擊穿強(qiáng)度表示:
eb=ub/d(kv/cm)
式中,ub為擊穿電壓;d為擊穿處絕緣厚度。
①氣體電介質(zhì)的擊穿
氣體擊穿是由碰撞電離導(dǎo)致的電擊穿。在強(qiáng)電場(chǎng)中,帶電質(zhì)點(diǎn)(主要是電子)在電場(chǎng)中獲得足夠的動(dòng)能,當(dāng)它與氣體分子發(fā)生碰撞時(shí),能夠使中性分子電離為正離子和電子。新形成的電子又在電場(chǎng)中積累能量而碰撞其他分子,使其電離,這就是碰撞電離。碰撞電離過程是一個(gè)連鎖反應(yīng)過程,每一個(gè)電子碰撞產(chǎn)生一系列新電子,因而形成電子崩。電子崩向陽極發(fā)展,最后形成一條具有高電導(dǎo)的通道,導(dǎo)致氣體擊穿。
②液體電介質(zhì)的擊穿
液體電介質(zhì)的擊穿特性與其純凈度有關(guān),一般認(rèn)為純凈液體的擊穿與氣體的擊穿機(jī)理相似,是由電子碰撞電離最后導(dǎo)致?lián)舸?。但液體的密度大,電子自由行程短,積聚能量小,因此擊穿場(chǎng)強(qiáng)比氣體高。
工程上液體絕緣材料不可避免地含有氣體、液體和固體雜質(zhì)。在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下定向排列,運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)強(qiáng)度最高處聯(lián)成小橋,小橋貫穿兩電極間引起電導(dǎo)劇增,局部溫度驟升,最后導(dǎo)致?lián)舸?。為了保證絕緣質(zhì)量,在液體絕緣材料使用之前,必須對(duì)其進(jìn)行純化、脫水、脫氣處理;在使用過程中應(yīng)避免這些雜質(zhì)的侵入。液體電介質(zhì)擊穿后,絕緣性能在一定程度上可以得到恢復(fù)。
③固體電介質(zhì)的擊穿
固體電介質(zhì)的擊穿有電擊穿、熱擊穿、電化學(xué)擊穿、放電擊穿等形式。絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)生擊穿,往往是電、熱、放電、電化學(xué)等多種形式同時(shí)存在,很難截然分開。一般來說,在采用tanδ值大、耐熱性差的電介質(zhì)的低壓電氣設(shè)備,在工作溫度高、散熱條件差時(shí),熱擊穿較為多見。而在高壓電氣設(shè)備中,放電擊穿的概率就大些。脈沖電壓下的擊穿一般屬于電擊穿。當(dāng)電壓作用時(shí)間達(dá)數(shù)十小時(shí)乃至數(shù)年時(shí),大多數(shù)屬于電化學(xué)擊穿。
(2)絕緣老化
電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中,其絕緣材料由于受熱、電、光、氧、機(jī)械力(包括超聲波)、輻射線、微生物等因素的長(zhǎng)期作用,產(chǎn)生一系列不可逆的物理變化和化學(xué)變化,導(dǎo)致絕緣材料的電氣性能和機(jī)械性能的劣化。絕緣老化過程十分復(fù)雜。主要是熱老化和電老化。
①熱老化
一般在低壓電氣設(shè)備中,促使絕緣材料老化的主要因素是熱。其熱源可能是內(nèi)部的也可能是外部的。每種絕緣材料都有其極限耐熱溫度,當(dāng)超過這一極限溫度時(shí),其老化將加劇,電氣設(shè)備的壽命就縮短。
②電老化
它主要是由局部放電引起的。在高壓電氣設(shè)備中,促使絕緣材料老化的主要原因是局部放電。局部放電時(shí)產(chǎn)生的臭氧、氮氧化物、高速粒子都會(huì)降低絕緣材料的性能,局部放電還會(huì)使材料局部發(fā)熱,促使材料性能惡化。
③絕緣損壞
絕緣損壞是指由于不正確選用絕緣材料,不正確地進(jìn)行電氣設(shè)備及線路的安裝,不合理地使用電氣設(shè)備等,導(dǎo)致絕緣材料受到外界腐蝕性液體、氣體、蒸氣、潮氣、粉塵的污染和侵蝕,或受到外界熱源、機(jī)械因素的作用,在較短或很短的時(shí)間內(nèi)失去其電氣性能或機(jī)械性能的現(xiàn)象。
對(duì)策:
①避開有腐蝕性物質(zhì)和外界高溫的場(chǎng)所;
②正確使用和安裝電氣設(shè)備和線路,保持過流、過熱保護(hù)裝置的完好;
③嚴(yán)禁亂拉亂扯,防止機(jī)械性損傷絕緣物;
④應(yīng)采取防止小動(dòng)物損傷絕緣的措施。
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