第二章-液体、固体介质的电气特性课件.ppt

1、第二章第二章液体、固体介质的电气特性液体、固体介质的电气特性高电压技术高电压技术中国石油大学胜利学院第一篇第一篇 各类电介质在高电场下的特性各类电介质在高电场下的特性第一节 电介质的极化、电导和损耗一、电介质的极化 极化的定义：电介质在电场中所发生的束缚电荷的弹性位移和偶极子的转向现象，称为电介质的极化。 电介质的相对介电常数r：是综合反应电介质极化特性的一个物理量。它是表征电介质在电场作用下极化现象强弱的指标，其值是由电介质本身的材料决定的。 极化最基本的形式分为电子式、离子式和偶极子式极化。另外还有夹层介质界面极化和空间电荷极化等。 综上所述，对具体介质而言，必须说明其相对综上所述，对具体

2、介质而言，必须说明其相对介电常数介电常数r对应的极化条件：频率和温度。对应的极化条件：频率和温度。 20时工频下气体介质由于密度很小，其时工频下气体介质由于密度很小，其r接接近于近于1，而液体和固体介质的，而液体和固体介质的r大多在大多在26之间。之间。 各种电介质的各种电介质的r差别是很大的，了解电介质的差别是很大的，了解电介质的极化在工程上是很有意义的。比如极化在工程上是很有意义的。比如在几种绝缘材料组合使用时，应注意各种材料的在几种绝缘材料组合使用时，应注意各种材料的r的配合，使之电场分布较为合理。的配合，使之电场分布较为合理。在预防性试验中，利用材料的极化性质，有助于在预防性试验中，利

3、用材料的极化性质，有助于判断电气设备的绝缘状态。判断电气设备的绝缘状态。二、电介质的电导二、电介质的电导1. 1. 电介质电导的定义电介质电导的定义：在电场作用下，电介质中的带电：在电场作用下，电介质中的带电质点作定向移动而形成电流的现象，称为电介质的电导。质点作定向移动而形成电流的现象，称为电介质的电导。 电导率是表征介质导电性能的主要物理量，其倒数电导率是表征介质导电性能的主要物理量，其倒数为电阻率。为电阻率。 2. 2. 电介质的电导的分类电介质的电导的分类： 电介质电导分为电介质电导分为离子电导、电子电导离子电导、电子电导. .（1 1）离子电导：）离子电导： 电介质在电场或外界因素影

4、响下（如紫外线辐射）电介质在电场或外界因素影响下（如紫外线辐射）本身会产生电离，电介质中的正负离子沿电场方向移动，本身会产生电离，电介质中的正负离子沿电场方向移动，形成电导电流，这就是离子电导。形成电导电流，这就是离子电导。 （2 2）电子电导：电子电导：电介质中的自由电子是在高电场作用电介质中的自由电子是在高电场作用下，离子和电介质分子碰撞电离激发出来的，这些电子下，离子和电介质分子碰撞电离激发出来的，这些电子在高电场作用下移动形成电子电导电流。在高电场作用下移动形成电子电导电流。 一般很微弱，因为介质中自由电子数极少，当电介质一般很微弱，因为介质中自由电子数极少，当电介质中出现电子电导电流

5、时，表明电介质已被击穿。中出现电子电导电流时，表明电介质已被击穿。因此一因此一般电介质的电导都是指离子电导。般电介质的电导都是指离子电导。3.3.液体电介质的电导液体电介质的电导 液体电介质分为中性、弱极性和强极性三类。液体电介质分为中性、弱极性和强极性三类。 杂质是液体介质中带电质点的重要来源。杂质是液体介质中带电质点的重要来源。 中性液体离子来源于杂质分子的电离；中性液体离子来源于杂质分子的电离； 极性液体除杂质外，其本身分子也易离解，所以相同极性液体除杂质外，其本身分子也易离解，所以相同条件下，其导电率比中性液体要大。条件下，其导电率比中性液体要大。4.固体介质的电导 分为表面电导和体积

6、电导，构成固体电介质电导的主要因素是离子电导。v 非极性和弱极性固体电介质的电导主要是由杂质离子造成的，对于偶极性固体电介质，因本身分子能离解，所以其电导是由本身和杂质离子共同造成的 。对于离子性电介质，电导的大小和离子本身的性质有关。kTA/e 实践都证明：液体介质电导率与温度有以下关系：此公式同样适用于固体介质此公式同样适用于固体介质5.5.电介质电导在工程中的意义电介质电导在工程中的意义 （1 1）串联的多层电介质在直流电压作用下，各层）串联的多层电介质在直流电压作用下，各层电压分布与电导成反比，因此设计用于直流的电电压分布与电导成反比，因此设计用于直流的电气设备时要注意所用电介质的电导

7、率，尽量使材气设备时要注意所用电介质的电导率，尽量使材料得到合理的使用。料得到合理的使用。 （2 2）工程上有时要设法增大电导，以改善电场分）工程上有时要设法增大电导，以改善电场分布、消除电晕。布、消除电晕。 （3 3）设计绝缘结构时，注意环境湿度对固体电介）设计绝缘结构时，注意环境湿度对固体电介质表面电导的影响，注意亲水性材料的表面防水质表面电导的影响，注意亲水性材料的表面防水处理。处理。 （4 4）在绝缘预防性试验中，通过测量介质的绝缘）在绝缘预防性试验中，通过测量介质的绝缘电阻和泄漏电流来判断绝缘是否存在受潮或其他电阻和泄漏电流来判断绝缘是否存在受潮或其他劣化现象。劣化现象。三、电介质的

8、损耗三、电介质的损耗1.1.基本概念基本概念 在电场作用下电介质总有一定的能量损耗，电介质的在电场作用下电介质总有一定的能量损耗，电介质的能量损耗简称介质损耗。能量损耗简称介质损耗。 介质损耗的基本形式介质损耗的基本形式 由电导引起的损耗，称为电导损耗；由电导引起的损耗，称为电导损耗； 由某些有损极化引起的损耗，称为极化损耗。由某些有损极化引起的损耗，称为极化损耗。 电导损耗电导损耗： 由电介质中的泄漏电流引起，交、直流由电介质中的泄漏电流引起，交、直流电压下都存在，一般很小。电压下都存在，一般很小。 极化损耗：极化损耗：由有损极化所引起的；仅存在于交流电压由有损极化所引起的；仅存在于交流电压

9、下，在直流电场中，极化的建立过程仅在加压瞬间出现一下，在直流电场中，极化的建立过程仅在加压瞬间出现一次，可略去。次，可略去。电介质的等效电路电介质的等效电路321IIII2.2.介质损耗角正切介质损耗角正切介质损耗有两种：极化损耗、电导损耗介质损耗有两种：极化损耗、电导损耗直流电压下只有电导损直流电压下只有电导损耗耗交流电压下既有电导损耗，还有周交流电压下既有电导损耗，还有周期性极化引起的极化损耗。期性极化引起的极化损耗。介质损耗角介质损耗角 =功率因素角功率因素角 的余角的余角 介质损耗角介质损耗角 的的正切正切tg 称为介质损耗因数称为介质损耗因数 介质损耗角正切介质损耗角正切tg 等于有

10、功电流和无功电流的等于有功电流和无功电流的比值。常用百分数（比值。常用百分数（%）来表示。）来表示。RCCURUIItgcR111tgCUtgUIUIUIPpCR2cos 通常采用功率因数角的正切作为综合反映电介质损通常采用功率因数角的正切作为综合反映电介质损耗特性优劣的一个指标，测量各种电力设备绝缘的耗特性优劣的一个指标，测量各种电力设备绝缘的tg 值值已成为电力系统中绝缘预防性试验的重要项目之一。已成为电力系统中绝缘预防性试验的重要项目之一。判断介质判断介质的品质的品质3.气体介质的损耗 但当气体中的电场强度达到放电起始电压但当气体中的电场强度达到放电起始电压U0（或（或E0）时气体将发生

11、局部放电，损耗急剧增加。）时气体将发生局部放电，损耗急剧增加。 气体中的损耗气体中的损耗主要是电导损耗，主要是电导损耗，损耗极小，且与电损耗极小，且与电压无关。压无关。4.液体电介质的损耗 中性或弱极性液体中性或弱极性液体介质的损耗，主要为电介质的损耗，主要为电导损耗，其损耗与温度导损耗，其损耗与温度的关系也和电导一样；的关系也和电导一样；与电压的关系和气体是与电压的关系和气体是一样的。一样的。 极性液体介质的损极性液体介质的损耗除了有电导损耗之外耗除了有电导损耗之外还有极化损耗，因此损还有极化损耗，因此损耗比中性液体要大，且耗比中性液体要大，且其大小与温度、外加电其大小与温度、外加电压和电压

12、的频率有关。压和电压的频率有关。 在在t t2以后，由于以后，由于电导损耗随温度急剧上电导损耗随温度急剧上升、极化损耗不断减小升、极化损耗不断减小而退居次要地位，因为而退居次要地位，因为tg 就随时间就随时间t的上升而的上升而持续增大。持续增大。介质损耗与频率的关系介质损耗与频率的关系 当电源频率增高时，由图可见，整个曲线右移这是当电源频率增高时，由图可见，整个曲线右移这是因为在较高的频率下，偶极子来不及充分转向，要是转向因为在较高的频率下，偶极子来不及充分转向，要是转向极化充分进行，就必须减小粘度即升高温度。极化充分进行，就必须减小粘度即升高温度。21ff 5.固体介质的损耗： 固体介质分为

13、：固体介质分为：有机绝缘材料和无机绝缘材料有机绝缘材料和无机绝缘材料。其中有机绝缘材料又分为极性有机电介质、非极性有其中有机绝缘材料又分为极性有机电介质、非极性有机电介质机电介质 极性有机电介质的损耗为电导损耗和极化损耗，极性有机电介质的损耗为电导损耗和极化损耗，tg 较大。较大。tg 与温度、频率的变化关系与极性液体介与温度、频率的变化关系与极性液体介质相似；极化损耗使总损耗较大质相似；极化损耗使总损耗较大非极性有机电介质的损耗主要为电导损耗，非极性有机电介质的损耗主要为电导损耗，tg 较小较小有极绝缘材料有极绝缘材料 云母：云母：由电导引起损耗，介质损耗小，耐高温由电导引起损耗，介质损耗小

14、，耐高温性能好，是理想的无机绝缘材料，但机械性能差；性能好，是理想的无机绝缘材料，但机械性能差； 电工陶瓷：电工陶瓷：既有电导损耗，又有极化损耗；既有电导损耗，又有极化损耗；20和和50Hz时时tg =2%5% ; 玻璃玻璃：具有电导损耗和极化损耗，：具有电导损耗和极化损耗，tg 的值与的值与玻璃的成分有关。玻璃的成分有关。无极绝缘材料无极绝缘材料（离子结构固体介质）（离子结构固体介质）无机绝缘材料：云母、陶瓷、玻璃。无机绝缘材料：云母、陶瓷、玻璃。电介质的损耗在工程上的意义：电介质的损耗在工程上的意义： （1）选择绝缘材料。在设计绝缘结构时，必须注）选择绝缘材料。在设计绝缘结构时，必须注意绝

15、缘材料的介质损耗（意绝缘材料的介质损耗（tg ），过大会引起严重），过大会引起严重发热，使材料容易劣化，甚至导致热击穿；发热，使材料容易劣化，甚至导致热击穿； （2）在绝缘预防性试验中判断绝缘状况。当绝缘）在绝缘预防性试验中判断绝缘状况。当绝缘受潮或劣化时，受潮或劣化时，tg 将急剧上升；绝缘内部是否存将急剧上升；绝缘内部是否存在局部放电，也可以通过与在局部放电，也可以通过与U的关系曲线加以判断。的关系曲线加以判断。第二节第二节 液体介质的击穿液体介质的击穿 在工程上常用的液体电介质有矿物油及人工合在工程上常用的液体电介质有矿物油及人工合成油（如硅油等）等几类。目前应用最广泛的是成油（如硅油等

16、）等几类。目前应用最广泛的是从石油中中提炼出来的矿物油，如变压器油、电从石油中中提炼出来的矿物油，如变压器油、电缆油、电容器油和开关油等。缆油、电容器油和开关油等。一、液体介质击穿的概念一、液体介质击穿的概念 绝缘液体的击穿场强除了受外加电压的类型、绝缘液体的击穿场强除了受外加电压的类型、时间与幅值，以及电极的形状、材料和表面特性时间与幅值，以及电极的形状、材料和表面特性这些因素的影响外，击穿电压的大小还主要受油这些因素的影响外，击穿电压的大小还主要受油中水和气的含量以及其他杂质的影响中水和气的含量以及其他杂质的影响 1. 1.被掩盖的气体放电被掩盖的气体放电 在短时交流电压，特别是在脉冲电压

17、作用下，可在短时交流电压，特别是在脉冲电压作用下，可以认为绝缘液体的击穿是由电子碰撞电离造成的。以认为绝缘液体的击穿是由电子碰撞电离造成的。 油中易挥发的成分，油中的外来气体在液体分子油中易挥发的成分，油中的外来气体在液体分子间形成微小的间形成微小的“空穴空穴”。在外加电场作用下，由于电。在外加电场作用下，由于电场和热的双重作用，将使气泡（空穴）即油隙完全击场和热的双重作用，将使气泡（空穴）即油隙完全击穿。故穿。故将油隙击穿称为被掩盖的气体放电。将油隙击穿称为被掩盖的气体放电。 2. 2.纤维桥接击穿纤维桥接击穿 在实际运行中，由于设备元件可能分离出较大的在实际运行中，由于设备元件可能分离出较

18、大的固体杂质，如纤维或其他不溶解物，在外电场作用下，固体杂质，如纤维或其他不溶解物，在外电场作用下，在电极间他们相互连接，搭成导电桥，称之为纤维桥。在电极间他们相互连接，搭成导电桥，称之为纤维桥。国家对标准油杯推荐了电极形状：国家对标准油杯推荐了电极形状：球形电极球形电极二二 影响液体介质击穿电压的因素影响液体介质击穿电压的因素 工程中检验油的质量的最重要的实验项目是用标准工程中检验油的质量的最重要的实验项目是用标准油杯测量油的工频击穿电压。油杯测量油的工频击穿电压。球盖形电极；球盖形电极； 对经过过对经过过滤处理、脱气滤处理、脱气和干燥后的油和干燥后的油及及220KV以上以上电力设备内的电力

19、设备内的油，应采用球油，应采用球盖形电极进行盖形电极进行试验试验平行圆盘电极平行圆盘电极 对变压器油，其标准油杯中的击穿电压一般为Ud25Kv40Kv； 对变压器油及电缆油，其标准油杯中的击穿电压一般为Ud50Kv60Kv；注意： 在标准油杯中测得的油的耐电强度只能作为对油的品质的衡量标准。1、电压作用时间的影响 电压作用时间很短时，具有电击穿的性质，电压作用时间越长，杂质形成小桥，介质发热越充分，将发生热击穿过程，击穿电压越低。 击穿电压随加压时间的增加而下降2、温度、含水量、含气量的影响 油的击穿电压与温度关系比较复杂，和含水量、含气量有很大的关系。 击穿场强不仅与温度，而且也与含水量有关

20、。3、杂质的影响 一般来说杂质的含量越高，液体介质击穿电压降低的越多。油中主要的杂质就是水分。 另外还有其他固体杂质，比如含纤维量：纤维的含量即使很少，对击穿电压油很大影响。 4、油量的影响三、减少杂质影响的方法 由于油中杂质对油隙的工频击穿电压有很大的影响，由于油中杂质对油隙的工频击穿电压有很大的影响，所以从工程角度考虑，应设法减少杂质的影响，提高油的所以从工程角度考虑，应设法减少杂质的影响，提高油的品质。品质。1、提高油品质的方法（1 1）过滤）过滤 将油中在压力下连续通过滤油机中的大量滤油层，油将油中在压力下连续通过滤油机中的大量滤油层，油中杂质（包括纤维、碳粒、树脂、油泥等）被滤纸阻挡

21、，中杂质（包括纤维、碳粒、树脂、油泥等）被滤纸阻挡，油中大部分的水分和有机酸等也被滤纸纤维吸附，从而大油中大部分的水分和有机酸等也被滤纸纤维吸附，从而大大提高油的品质。大提高油的品质。（2 2）祛气）祛气 常用的方法是先将油加热，在真空中喷成雾状，油中常用的方法是先将油加热，在真空中喷成雾状，油中所含水分和气体即挥发并被抽走，然后在真空条件下将油所含水分和气体即挥发并被抽走，然后在真空条件下将油注入电气设备中。注入电气设备中。（3 3）防潮）防潮 对于油浸式绝缘在浸油前必须烘干，必要时可对于油浸式绝缘在浸油前必须烘干，必要时可用真空干燥法去除水分；在油箱呼吸器的空气入口用真空干燥法去除水分；在

22、油箱呼吸器的空气入口防干燥剂，以防潮气进入。防干燥剂，以防潮气进入。2 2、采用、采用“油油- -屏障式屏障式”绝缘绝缘（1 1）覆盖层）覆盖层 覆盖层是指紧贴在金属电极上的固体绝缘薄层覆盖层是指紧贴在金属电极上的固体绝缘薄层（1mm 纯净的液体介质的击穿属于电击穿；纯净的液体介质的击穿属于电击穿； 工程中液体介质的击穿属于热击穿；工程中液体介质的击穿属于热击穿； 杂质是影响液体介质击穿的重要因素；杂质是影响液体介质击穿的重要因素； 提高液体介质击穿电压的方法：提高液体介质击穿电压的方法： 1 1、提高油品质的方法；、提高油品质的方法； 2 2、采用、采用“油油- -屏障式屏障式”绝缘绝缘第三

23、节第三节 固体介质的击穿固体介质的击穿 在电场作用下，固体介质可能因以下过程而被击穿。在电场作用下，固体介质可能因以下过程而被击穿。击穿后其绝缘性能不能恢复击穿后其绝缘性能不能恢复 电过程（电击穿）电过程（电击穿） 热过程（热击穿）热过程（热击穿） 电化学过程（电化学击穿）电化学过程（电化学击穿）一、固体介质的击穿理论一、固体介质的击穿理论（一）电击穿过程（一）电击穿过程 固体介质的电击穿是指仅仅由于电场作用而直接使介固体介质的电击穿是指仅仅由于电场作用而直接使介质破坏并丧失绝缘性能的现象，以碰撞游离为基础。质破坏并丧失绝缘性能的现象，以碰撞游离为基础。 固体介质的击穿通常为电击穿。固体介质的

24、击穿通常为电击穿。电击穿的主要特征：电击穿的主要特征： 击穿电压高，击穿时间短；击穿电压高，击穿时间短； 与周围的环境温度无关；与周围的环境温度无关； 除时间短的情况，与电压作用时间关系不大；除时间短的情况，与电压作用时间关系不大； 介质发热不显著；介质发热不显著； 电场均匀程度对击穿有显著影响电场均匀程度对击穿有显著影响（二）热击穿过程 固体介质会因介质损耗而发热，如果周围环境温固体介质会因介质损耗而发热，如果周围环境温度高散热条件不好，介质温度就不断上升而导致绝缘度高散热条件不好，介质温度就不断上升而导致绝缘破坏，如介质的分解、熔化、碳化和烧焦，从而引起破坏，如介质的分解、熔化、碳化和烧焦

25、，从而引起热击穿。热击穿。 热击穿的过程：热击穿的过程：t g I tU I tg t U较小时，在绝缘能够耐受的温度下达到较小时，在绝缘能够耐受的温度下达到热平衡，否则达破坏温度。热平衡，否则达破坏温度。击穿电压较低，击穿时间较长；击穿电压较低，击穿时间较长；击穿电压与环境温度、周围煤质的散热能力和击穿电压与环境温度、周围煤质的散热能力和散热条件有关；散热条件有关；击穿电压与电压作用时间有关；击穿电压与电压作用时间有关；击穿电压与频率有关；击穿电压与频率有关；击穿电压与介质本身的耐热能力有关；击穿电压与介质本身的耐热能力有关；击穿电压与介质尺寸有关击穿电压与介质尺寸有关热击穿的主要特征热击穿

26、的主要特征（三）电化学击穿理论（三）电化学击穿理论 固体介质在热、电、化学和机械力的固体介质在热、电、化学和机械力的长期作用下以及由于介质内部发生局部放长期作用下以及由于介质内部发生局部放电等原因，是绝缘劣化，电气强度逐步下电等原因，是绝缘劣化，电气强度逐步下降并引起击穿的现象称为电化学击穿。降并引起击穿的现象称为电化学击穿。 局部放电是介质劣化、损伤、电气强局部放电是介质劣化、损伤、电气强度下降的主要原因。度下降的主要原因。二、提高固体介质击穿电压的方法二、提高固体介质击穿电压的方法1 1、改善绝缘设计：、改善绝缘设计：2 2、改进制造工艺：、改进制造工艺：3 3、改善运行条件、改善运行条件

27、第四节 组合绝缘的电气强度（了解） 实际电气设备的绝缘通常都不是由单一的电介质构成的，而是由多种电介质组合而成。一、各组分间的相互渗透1、介质之间的相互渗透 许多固体介质的结构并不是十分紧密，当其与某些液体或气体介质组合使用时，这些液体或气体介质 会渗透到固体介质中去该固体介质的特性必然与渗入介质的特性有关。2、介质之间的相容性 组合绝缘必须注意各种介质的相容性。组合绝缘必须注意各种介质的相容性。 所谓相容性是指各种介质之间互不腐蚀、互不污所谓相容性是指各种介质之间互不腐蚀、互不污染、互不影响。染、互不影响。 应特别注意液体介质与各种有机合成材料及金属应特别注意液体介质与各种有机合成材料及金属

28、件之间的相容性。若果相容性不好，可能会使有机合件之间的相容性。若果相容性不好，可能会使有机合成材料的电性能和机械性能劣化；使橡胶制品溶胀、成材料的电性能和机械性能劣化；使橡胶制品溶胀、发粘、失去弹性；使金属件或镀层腐蚀等。同时液体发粘、失去弹性；使金属件或镀层腐蚀等。同时液体介质自身也会受到被溶物资的污染。介质自身也会受到被溶物资的污染。3 3、水分在组合绝缘中的分布、水分在组合绝缘中的分布 一般的有机介质，不论液体还是固体都会不同程一般的有机介质，不论液体还是固体都会不同程度的含有一些水分，这些水分对其绝缘性能和老化过度的含有一些水分，这些水分对其绝缘性能和老化过程影响很大。程影响很大。4、

29、油流起电 强迫油冷的电气设备，当油以相当的速度从绝缘件表面流过时，会因摩擦起电。如果静电荷不易被泄露掉时，容易集聚到足够高的电位，导致对邻近物体的击穿或沿固体表面闪络放电。二、介质的组合原则 外加电压在各种绝缘上的电压分布，将决定组合绝缘整体的击穿电压。v 理想的电压分布是各层介质所承受的场强与该层介质的耐电强度成正比，这样可使各层介质的利用最充分，整个组合绝缘能耐受的电压最高。v 直流电压下，各层绝缘分担的电压与绝缘电阻成正比，即各层绝缘中的电场强度语气电导成反比，所以应把电气强度高、电导率大的材料用在电场最强的地方。v 在工频交流或冲击电压作用下，各层绝缘所分担的电压与其电容成反比，即各层

30、绝缘中的电场强度中的电场强度与其介电常数成反比，所以应把电气强度高、介电常数大的材料用在电场最强的地方。第五节 绝缘的老化 电气设备的绝缘在长期运行过程中，会发生电气设备的绝缘在长期运行过程中，会发生一系列不可逆的物理变化和化学变化，致使其电一系列不可逆的物理变化和化学变化，致使其电气、机械及其他性能逐渐劣化，这种现象统称为气、机械及其他性能逐渐劣化，这种现象统称为绝缘的老化。绝缘的老化。 促使绝缘老化的因素：促使绝缘老化的因素：（1 1）物理因：电、热、光、机械力等；）物理因：电、热、光、机械力等；（2 2）化学因素：氧气、臭氧、盐雾、酸、碱、潮湿）化学因素：氧气、臭氧、盐雾、酸、碱、潮湿等

31、；等；（3 3）生物因素：微生物、霉菌等。）生物因素：微生物、霉菌等。 一、电老化什么是电老化？什么是电老化？ 电老化是指在外加高电压或强电场作用下的老化。电老化是指在外加高电压或强电场作用下的老化。 介质电老化的主要原因是什么？介质电老化的主要原因是什么？ 介质中出现局部放电。介质中出现局部放电。局部放电引起固体介质腐蚀、老化、损坏的原因有：局部放电引起固体介质腐蚀、老化、损坏的原因有：局部电场畸变。使局部介质承受过高的电压；局部电场畸变。使局部介质承受过高的电压；带电质点撞击气泡壁，造成绝缘物分解；带电质点撞击气泡壁，造成绝缘物分解；化学腐蚀。气隙电离产生化学腐蚀。气隙电离产生O3O3、N

32、ONO、NO2NO2等气体，遇等气体，遇水会产生硝酸或亚硝酸，对绝缘材料和金属有氧水会产生硝酸或亚硝酸，对绝缘材料和金属有氧化和腐蚀作用。化和腐蚀作用。在局部放电区，产生高能辐射线，引起材料分解；在局部放电区，产生高能辐射线，引起材料分解；局部温度升高，造成热裂解，气隙膨胀而使固体绝局部温度升高，造成热裂解，气隙膨胀而使固体绝缘开裂、分层、脱壳，并且使该部分绝缘的电导和缘开裂、分层、脱壳，并且使该部分绝缘的电导和介质损耗增加。介质损耗增加。 直流电压下的局部放电较交流电压下的弱。直流电压下的局部放电较交流电压下的弱。各种绝缘材料耐局部放电的性能有很大差别：各种绝缘材料耐局部放电的性能有很大差别

33、： 云母、玻璃纤维等无机材料有很好的耐局部放云母、玻璃纤维等无机材料有很好的耐局部放电能力；电能力； 旋转电机采用云母、树脂作为绝缘材料；旋转电机采用云母、树脂作为绝缘材料； 有机高分子聚合物等绝缘材料的耐局部放电的有机高分子聚合物等绝缘材料的耐局部放电的性能比较差；性能比较差；二、电介质的热老化二、电介质的热老化 什么是电介质的热老化？什么是电介质的热老化？ 在高温的作用下，电介质在短时间内就在高温的作用下，电介质在短时间内就会发生明显的劣化；即使温度不太高，但如会发生明显的劣化；即使温度不太高，但如作用时间很长，绝缘性能也会发生不可逆的作用时间很长，绝缘性能也会发生不可逆的劣化，这就是电介

34、质的热老化。劣化，这就是电介质的热老化。 温度越高，绝缘老化得越快，寿命越短温度越高，绝缘老化得越快，寿命越短1. 1. 介质的老化过程介质的老化过程固体介质的热老化过程固体介质的热老化过程 受热受热带电粒子热运动加剧带电粒子热运动加剧载流子增多载流子增多载流子迁移载流子迁移电导和极化损耗增大电导和极化损耗增大介质损介质损耗增大耗增大介质温升介质温升加速老化加速老化 液体介质的热老化过程液体介质的热老化过程 油温升高油温升高氧化加速氧化加速油裂解油裂解分解出多分解出多种能溶于油的微量气体种能溶于油的微量气体绝缘破坏绝缘破坏2.热老化的程度主要取决于温度及热作用的时间 为了使绝缘材料有一个经济合

35、理的工作寿命，应找出与之相应的最高容许工作温度。 所谓最高容许工作温度，指绝缘即使持续地在此温度下工作，仍有一定的、经济合理的工作寿命。 国际电工委员会将各种电工绝缘材料按其耐热性划分等级，并确定个等级绝缘的最高容许工作温度。3.3.热老化规则：热老化规则： 绝缘材料的使用温度超过规定温度，则劣绝缘材料的使用温度超过规定温度，则劣化加速。化加速。热老化热老化88规则：规则：对对A A级绝缘介质，如果它们的级绝缘介质，如果它们的工作温度超过规定值工作温度超过规定值88时，寿命约缩短一半。时，寿命约缩短一半。 相应的对相应的对B B级绝缘和级绝缘和H H级绝缘则分别适用级绝缘则分别适用1010和和

36、1212规则。规则。三、固体介质的机械应力老化三、固体介质的机械应力老化 固体介质在各种机械应力的作用下会产生裂缝固体介质在各种机械应力的作用下会产生裂缝并逐渐扩大，从而导致介质的绝缘性能下降。并逐渐扩大，从而导致介质的绝缘性能下降。 若裂缝中产生局部放电，介质损坏速度加快。若裂缝中产生局部放电，介质损坏速度加快。四、固体介质的环境老化四、固体介质的环境老化 也称大气老化，包括光氧老化、臭氧老化、盐也称大气老化，包括光氧老化、臭氧老化、盐雾酸碱等污染性化学老化。其中最主要是光氧老化。雾酸碱等污染性化学老化。其中最主要是光氧老化。 对有机绝缘物，环境老化尤为显著，必须给予对有机绝缘物，环境老化尤为显著，必须给予充分的重视。充分的重视。