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電氣擊穿電壓試驗設備絕緣的電擊穿與熱擊穿介紹

更新時間:2019-01-03      點擊次數:3886

電學檢測儀器生產供應商:北京中航時代儀器設備有限公司

 

一、電氣設備絕緣的電擊穿:

 

    電氣設備的熱擊穿包含著一個熱傳遞過程,破壞往往是絕緣物整體或大面積。絕緣物接受大量熱能后,絕緣材料的化學性質發(fā)生變化,其破壞信息容易被我們感覺器官所接受的。而另一種擊穿,即絕緣的電擊穿,則比較隱蔽,它的擊穿往往為瞬時過電壓所致,多數發(fā)生在電壓等級比較高的電氣設備上,常見的雷電所造成的電擊穿

 

    電擊穿的機理是:瞬時高電壓在固體絕緣薄處擊穿,形成一貫穿性的狹小通道,在這通道內折出碳的小顆粒。因電擊穿是肯定的不可逆的,由于瞬時高電壓作用,狹小通道擊穿所需能量及吸收的能量都不大,局部溫度還來不及向周圍擴散,電擊穿過程已結束了。

 

    電擊穿后的絕緣介質與擊穿以前完好的絕緣介質,從表面上看其形態(tài)是沒有區(qū)別的,這就容易給人們造成錯覺,即感覺上不認為絕緣材料已經擊穿了。較為典型的事例是:白光燈啟輝器中電容的擊穿,這是日常生活中常見的現象。日光燈燈管兩端發(fā)紅,就是啟不了輝,日光燈亮不起來。原因是啟輝器中的電容擊穿了,其擊穿是瞬時過電壓而造成的。

 

    擊穿過程是:當啟輝器中的氖氣管內的觸頭變冷斷開時,鎮(zhèn)流器產生很高自感電動勢,這一瞬間過電壓加在燈管兩端,同時也加到電容器兩端而造成電容被擊穿。你只要將啟輝器中電容取下,日光燈即可恢復正常發(fā)亮。我們仔細觀察該電容,是看不出有任何異常及有被破壞痕跡,但電容確實被擊穿而壞了。

 

    這里我們應當了解到,某些設備的電擊穿并不立即就能反映出其內部故障,而是要經歷了由電擊穿到熱擊穿后才明顯地反映出故障特征。如配電變壓器遭受雷擊,其首端匝間線圈絕緣出現電擊穿,起初很難發(fā)現有任何異常,待運行一段時間后發(fā)展到鄰近匝間或層間絕緣也擊穿,才明顯表現出故障的特征。由此可見,高壓設備的過電壓保護是設備安全運行的重要措施,所以高壓設備一定要設置絕緣擊穿保護。

 

二、電氣設備絕緣的熱擊穿:

    電氣設備都設計在額定負荷下工作的,若設備處于超負荷下運行就會造成設備溫度升高,而溫度上升會加快絕緣老化的速度,這個速度就與被稱為8℃理論有關。例如*絕緣的電設備,正常工作溫度長期在80℃時,絕緣壽命為40年;若長期工作溫度為88℃壽命只有20年;當工作溫度達104℃時,則壽命只有5年。所以電氣設備是不允許長期過負荷運行的,其根本原因就是考慮安全運行的使用壽命。

 

    電氣設備長期過負荷運行,因溫度上升而發(fā)熱,而發(fā)熱與絕緣壽命有關,當設備發(fā)熱能量不能及時擴散出去,久之必將造成絕緣的擊穿,稱之為熱擊穿。電氣設備運行中的發(fā)熱,對絕緣的破壞是一個相對緩慢過程,主要表現為絕緣的老化,化學性質也發(fā)生變化,當設備溫度不斷上升,會加速絕緣老化進程,直至絕緣性能的喪失。如我們常見到的某種使用過的塑料導線其外皮發(fā)硬發(fā)脆;又如橡膠絕緣導線經長期使用后,其外皮會開裂發(fā)粘,這實質上是過負荷發(fā)熱而造成絕緣的老化,當嚴重過熱將導致絕緣物碳化,絕緣物發(fā)黑而變成導體。當電氣設備額定電壓與供電電壓不符,也會引起絕緣擊穿。如將220kV單相設備接入兩相380V電源上,馬上就會嚴重發(fā)熱、冒煙,發(fā)出一股焦糊味。又如常見刀閘的固體絕緣物受熱,從刀閘背面流淌下來的情況,這是因為刀閘接觸不良或過負荷或金屬表面氧化而產生的。一般可正常工作的設備,其發(fā)熱多為外部因素引起的,反映到設備本身即是過負荷而發(fā)熱,經過長時間發(fā)熱就會出現絕緣熱擊穿而不能正常運行了

 

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