电气绝缘基础知识培训.ppt
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1、电气绝缘基本知识,2009年07月,一、气体介质的绝缘特性 二、液体介质的绝缘特性 三、固体介质的绝缘特性 四、组合绝缘的耐电特性,主要内容,一、气体介质的绝缘特性,空气间隙的击穿 均匀电场中气体间隙击穿与气体密度的关系 电场是否均匀对空气间隙击穿电压的影响 气体间隙的直流击穿电压和极性效应 冲击电压下空气间隙的击穿电压 影响气体间隙击穿电压的各种因素 SF6气体的绝缘特性 气体放电的不同形式 气体中固体介质沿表面放电,一、气体介质的绝缘特性,空气间隙的击穿,碰撞电离,电子崩,流注,击穿,一、气体介质的绝缘特性,空气间隙的击穿,碰撞电离,电子崩,流注,击穿,带电质点在电场下,加速运动,将其它中
2、性分子或原子撞成电子和正离子;,电子和正离子再碰撞电离,使间隙中带电质子象“雪崩”一样增加;,正负电荷复合产生光子,产生光电离,产生二次电子,形成二次电子崩,许多二次崩与一次崩合在一起,形成流注;,流注向一方发展时,会抑制其它方面的流注形成,故放电通道一般狭窄,很细很亮;,均匀电场中气体间隙击穿与气体密度的关系,巴申定律:当气体种类和电极材料一定时,均匀电场中气隙的放电电压Uf是气体压力P和间隙极间距离S乘积的函数;,真空断路器 压缩空气断路器,电场是否均匀对空气间隙击穿电压的影响,气体间隙的直流击穿电压和极性效应,冲击电压下空气间隙的击穿电压,影响气体间隙击穿电压的各种因素,气体状态,密度大
3、,击穿电压会升高;密度小,击穿电压会降低,密度太小,也降低; 气压与温度通过对密度的影响,影响击穿电压 温度增大,击穿电压增大,电压作用时间,均匀电场,击穿电压与电压波形、电压作用时间无关; 极不均匀电场, 雷电冲击击穿电压比工频冲击电压高得多; 极不均匀电场,操作冲击电压,如果波前时间T1与间隙S比,处于临界波前时间T0附近,则可能低于工频冲击击穿电压;,电压的极性,均匀电场,击穿电压与电压极性无关; 极不均匀电场, 当棒为正极时,直流击穿电压与工频冲击电压接近相等; 极不均匀电场,当棒为负极时,直流击穿电压远高于工频冲击电压;,影响气体间隙击穿电压的各种因素,电场均匀程度,电场越均匀,击穿
4、电压高,电极材料与光洁,表面不易发射电子,击穿电压高; 表面光洁,击穿电压高;,不同气体类型,卤素元素气体,击穿电压比空气高几倍;,SF6气体的绝缘特性,电场均匀程度,SF6在普通状态下,无色、无嗅、无毒、不燃的惰性气体 相对密度是空气的5倍 电气绝缘强度是空气的2.3-3倍 灭弧性能是空气的100倍,均匀电场中,提高气压,能显著提高击穿电压,气体的压力,气压越大,击穿电压越高,气液状态,防止出现液态 压力越高,液化温度越高 如:20表压为0.1MP的SF6气体,-63 液化 20表压为0.45MP的SF6气体,-40 液化,注意分解物,毒性,腐蚀,气体放电的不同形式,气体压力、电极形状、电场
5、强度有关,辉光放电,电弧放电,火花放电,压力小-真空中 放电电流密度小,放电区域占放电管电极间整个空间,压力增大-1个大气压以上 放电电流密度大,温度高,亮而细长放电弧道,弧道电阻小,似短路,放电回路阻抗大,放电时断时续 外电路阻抗大,压降大,间隙多次被击穿,电晕放电,刷状放电,极不均匀电场环境中 空气间隙电场极不均匀,在电极附近强电场处出现的局部空气游离发光现象,电流小,整个空气间隙并未击穿,仍能耐受电压作用,电晕放电后压力增大,产生刷状放电 从电晕电极间产生许多明亮的细小放电通道 压力再大,整个间隙击穿,形成电弧放电或火花放电,电力线路和设备外绝缘 只能出现 电晕放电、刷状放电、火花放电、
6、电弧放电,气体中固体介质沿表面放电,与绝缘物表面状况、污染程度、电场分布等有关,固体绝缘表面光洁度,表面的损伤或毛刺,引起沿面电阻分布不均匀,使电场分布不均匀,电场强的地方首先放电,整体沿面放电电压降低,空气潮湿,绝缘物表面吸收潮气形成水膜 水中离子,在电场作用下,向电极积聚,使电极电场加强并放电,大气湿度和绝缘物吸潮,结合不好,形成气隙 气隙中电场分布比固体强,首先发生电晕放电,导体与绝缘物结合程度,电场分布的影响,在电场分布最强的地方,空气首先发生游离,产生电晕,使沿面放电电压降低,提高空气中固体绝缘物沿面放电电压的措施,措施1,户外电气设备外绝缘设置裙边 使绝缘子上下不能全湿,形不成“贯
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