电气设备绝缘的破坏

2022-08-30 20:46:15
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  (1)绝缘击穿
  绝缘材料所具备的绝缘性能一般是指其承受的电压在一定范围内所具备的性能。当承受的电压超出了相应的范围时,就会出现击穿现象。电介质击穿是指电介质在强电场作用下遭到急剧破坏,丧失绝缘性能的现象。击穿电压是指使电介质产生击穿的最小电压。击穿强度是指使电介质产生击穿的最小电场强度(也叫耐压强度)。对于电介质通常用平均击穿强度表示:
  EB=UB/d (KV/cm)
  式中,UB为击穿电压;d为击穿处绝缘厚度。
  ①气体电介质的击穿
  气体击穿是由碰撞电离导致的电击穿。在强电场中,带电质点(主要是电子)在电场中获得足够的动能,当它与气体分子发生碰撞时,能够使中性分子电离为正离子和电子。新形成的电子又在电场中积累能量而碰撞其他分子,使其电离,这就是碰撞电离。碰撞电离过程是一个连锁反应过程,每一个电子碰撞产生一系列新电子,因而形成电子崩。电子崩向阳极发展,最后形成一条具有高电导的通道,导致气体击穿。
  ②液体电介质的击穿
  液体电介质的击穿特性与其纯净度有关,一般认为纯净液体的击穿与气体的击穿机理相似,是由电子碰撞电离最后导致击穿。但液体的密度大,电子自由行程短,积聚能量小,因此击穿场强比气体高。
  工程上液体绝缘材料不可避免地含有气体、液体和固体杂质。在强电场的作用下定向排列,运动到电场强度最高处联成小桥,小桥贯穿两电极间引起电导剧增,局部温度骤升,最后导致击穿。为了保证绝缘质量,在液体绝缘材料使用之前,必须对其进行纯化、脱水、脱气处理;在使用过程中应避免这些杂质的侵入。液体电介质击穿后,绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。
  ③固体电介质的击穿
  固体电介质的击穿有电击穿、热击穿、电化学击穿、放电击穿等形式。绝缘结构发生击穿,往往是电、热、放电、电化学等多种形式同时存在,很难截然分开。一般来说,在采用tanδ值大、耐热性差的电介质的低压电气设备,在工作温度高、散热条件差时,热击穿较为多见。而在高压电气设备中,放电击穿的概率就大些。脉冲电压下的击穿一般属于电击穿。当电压作用时间达数十小时乃至数年时,大多数属于电化学击穿。
  (2)绝缘老化
  电气设备在运行过程中,其绝缘材料由于受热、电、光、氧、机械力(包括超声波) 、辐射线、微生物等因素的长期作用, 产生一系列不可逆的物理变化和化学变化,导致绝缘材料的电气性能和机械性能的劣化。绝缘老化过程十分复杂。主要是热老化和电老化。
  ①热老化
  一般在低压电气设备中,促使绝缘材料老化的主要因素是热。其热源可能是内部的也可能是外部的。每种绝缘材料都有其极限耐热温度,当超过这一极限温度时,其老化将加剧,电气设备的寿命就缩短。
  ②电老化
  它主要是由局部放电引起的。在高压电气设备中,促使绝缘材料老化的主要原因是局部放电。局部放电时产生的臭氧、氮氧化物、高速粒子都会降低绝缘材料的性能,局部放电还会使材料局部发热,促使材料性能 恶化。
  ③绝缘损坏
  绝缘损坏是指由于不正确选用绝缘材料,不正确地进行电气设备及线路的安装,不合理地使用电气设备等,导致绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀,或受到外界热源、机械因素的作用,在较短或很短的时间内失去其电气性能或机械性能的现象。
  对策:
  ①避开有腐蚀性物质和外界高温的场所;
  ②正确使用和安装电气设备和线路,保持过流、过热保护装置的完好;
  ③严禁乱拉乱扯,防止机械性损伤绝缘物;
  ④应采取防止小动物损伤绝缘的措施。

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