不均匀电场中气隙的放电特性 1.电晕放电 一定电压作用下,在曲率半径小的电极附 近发生局部游离,并发出大量光辐射,有些 像日月的晕光,称为电晕放电.
电晕起始场强：开始出现电晕时电极表面 的场强。
电晕起始电压：开始出现电晕时的电压
电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持 放电形式
电气绝缘特性与劣化
液体的绝缘性能
引起碰撞游离的条件：
：气体原子（或分子）的游离能
金属表面游离：
电子从金属电极表面逸出来的过程称 为表面游离
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去游离
a.扩散 带电质点从高浓度区域向低浓 度区域运动.
b.复合 正离子与负离子相遇而互相中 和还原成中性原子
c.附着效应 电子与原子碰撞时,电子 附着原子形成负离子
电气绝缘特性与劣化
(2).极化损耗
由偶极子与夹层极化引起,交流电压 下极明显。
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(3).游离损耗 指气体间隙的电晕放电以及 液固体介质内部气泡中局部 放电所造成的损耗。
电气绝缘特性与劣化
2.用介质损耗角的正切tgδ来表示介损的意义
在交流电压作用下,由于存在三种 形式的损耗,需引入一个新的物理量来 表征介损的特性。 经推导,介质损耗P为
在加压初瞬间介质中的电子式极化和 离子式极化过程所引起的电流,无损耗 ,存在时间极短。
(2)吸收电流ia
有损极化所对应的电流,即夹层极化 和偶极子极化时的电流,它随时间而 衰减。
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(3)泄漏电流
绝缘介质中少量离子定 向移动所形成的电导电流, 它不随时间而变化。
电气绝缘特性与劣化
流过介质的电流i由三个分量组成：
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2.带电质点的产生与消失
(1) 激发 原子在外界因素作用下,其电子跃迁到
能量较高的状态
(2)游离
原子在外界因素作用下,使其一个或
几个电子脱离原子核的束博而形成自由电
子和正离子
(3)游离的方式
a.碰撞游离
b.光游离
c.热游离
d.金属表面游离
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碰撞游离
当带电质点具有的动能积累到一定 数值后，在与气体原子（或分子）发生碰 撞时，可以使后者产生游离，这种由碰撞 而引起的游离称为碰撞游离
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电气设备绝缘诊断技能
电老化是由绝缘结构上电场分布产生的，主要表现 为局部放电、漏电和电腐蚀。电老化主要可分为电击穿 和热击穿两种形式。局部放电能在绝缘层内产生十分微 细的树枝状放电途径，并造成放电区域的绝缘腐蚀。如 电机的线圈与铁芯之间存在的空隙；电缆主 绝缘体中的杂质、气泡、 水分等，这些均会产生 电场局部集中，引起 局部放电。
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2020/11/28
电气绝缘特性与劣化
电气设备绝缘诊断技能
绝缘老化的主要类型 § 绝缘老化最具有代表性的是热老化、电老
化、环境老化及机械老化。 绝缘热老化
§ 绝缘热老化是电气设备绝缘材料在运行中， 因长期受热影响而产生各种物理和化学变 化，导致绝缘变质而劣化（如电缆绝缘变 脆等）。表现为电气设备的绝缘材料发生 挥发、变形、龟裂、裂解、膨胀、起层、 发皱等现象。
介质损耗为：
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电气设备的介质损失角正切值试验
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气体的绝缘特性
电气绝缘特性与劣化
一.气体电介质的放电特性
1.空气在强电场下放电特性
气体在正常状态下是良好的绝缘体, 在一个立方厘米体积内仅含几千个带电粒 子,但在高电压下,气体从少量电荷会突然 产生大量的电荷,从而失去绝缘能力而发 生放电现象. 一旦电压解除后,气体电介质能自动恢复 绝缘状态
电气设备的介质损失角正切值试验
当研究绝缘物质在电场作用下所发生的物理现象 时，把绝缘物质称为电介质；
当绝缘物上加交流电压时，可以把介质看成为一个 电阻和电容并联组成的等值电路，如图4（a）所示。 根据等值电路可以作出电流和电压的相量图，如图1-4 （b）所示。由相量图可知，介质损耗由产生，夹角大 时，就越大，故称为介质损失角， 其正切值为 ：
度加大，减少了电子的平均自由 行程，从而削弱了碰撞游离的过 程。
如高压空气断路器和高压标 准电容器等
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10kV高压标准介损器
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(2).采用高真空
气体间隙中压力很低时，电子 的平均自由行程已增大到极间空间 很难产生碰撞游离的程度。
如真空电容器、真空断路器等
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SF6断路器和组合电器里的SF6气体中的 水分将对设备起腐蚀和破坏的作用。
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瓷 柱 进 行 清 洗
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/28
电气绝缘特性与劣化
电气绝缘特性与劣化
3. 极化的基本形式：电子式极化、离 子式极化、偶极子极化、夹层式极化。
(1) 电子式极化
其特点:
a.极化所需时间极短 b.极化时没有能量损耗 c.温度对极化影响极小
电气绝缘特性与劣化
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(2).离子式极化
其特点:
a.极化过程极短 b.极化过程无能量损耗 c.温度对极化有影响,极化随温
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3.吸收现象
固体电介质在直流电压作用下,观察 到电路中的电流从大到小随时间衰减, 最终稳定于某一数值,称为“吸收现 象” 介质干燥和嘲湿,吸收现象不一样, 据此可判断绝缘性能的好坏。
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三.电介质的损耗
1. 损耗的形式
(1).电导损耗
由泄漏电流引起的损耗.交直流下都 存在。
功率因数过低，电源 设备的容量就不能 充分利用。
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绝缘材料特性
一. 电介质的极化
1.定义： 电介质中的带电质点在电场作用下 沿电场方向作有限位移
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Q=CU
电容效应
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2. 相对介电系数εr
表征电介质在电场作用下的 极化程度。 任一材料的介电系数与真空 介电系数的比值。
真空断路器
真空电容器
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(3).采用高强度气体
SF6气体属强电负性气体,容易吸附电子,从而削 弱了游离过程.提高压力后可相当于一般液体或固 体绝缘的绝缘强度。它是一种无色、无味、无臭、 无毒、不燃的不活泼气体，化学性能非常稳定，无 腐蚀作用。它具有优良的灭弧性能，其灭弧能力是 空气的100倍，故极适用于高压断路器中。
电气绝缘特1.“小桥”理论(即 :“气泡”击穿理论)
变压器油的击穿主要原因,在于杂 质的影响,而杂质是水分、受潮的纤维 和被游离了的气泡等构成，它们在电 场的作用下，在电极间逐渐排列成为 小桥，从而导致击穿。
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2.影响液体电介质击穿电压的因素
（1）自身品质因素：杂质的多少 （含水量、纤维量、气量）
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二.电介质的电导
1. 定义 介质在电场作用下,使其内部联系较弱 的带电粒子作有规律的运动形成电流, 即泄漏电流.这种物理现象称为电导.
表征电导过程强弱程度的物理量为
电导率γ，或它的倒数电阻率ρo
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2. 介质中的电流
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(1). 电容电流ic
度升高而增强
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(3). 偶极子式极化 特点
a.极化所需时间较长,因而与频率有关 b.极化过程有能量损耗 c.温度对极化影响很大,温度很高和很
低时,极化均减弱
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(4). 夹层式极化 特点
在两层电介质的界面 上发生电荷的移动和积累, 极化过程缓慢,并有损耗。
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3.提高击穿电压的措施 (1).改进制造工艺:尽可能清除介 质中的杂质,可以通过精选材料、 改善工艺、真空干燥、加强浸渍等 方法。 (2).改进绝缘设计:尽可能使电场 均匀。 (3).改善运行条件:注意防潮、尘 污，加强散热冷却等。
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电介质的老化
老化的主要形式： 1、电老化 2、热老化
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提高液体电介质击穿电压的措施
（1）过滤 （2）防潮 （3）脱气 （4）覆盖层 （5）绝缘层 （6）屏障
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固体的绝缘性能 1.击穿形式
(1)、电击穿 (2)、热击穿 (3)、电化学击穿
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2.影响因素
(1).电压作用时间 (2).电场均匀程度与介质厚度 (3).电压种类 (4).电压作用的累积效应 (5).受潮
通过标准油杯中 变压器油的工频 击穿电压来衡量 油的品质
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电压作用时间 加压后短至几个微秒时，表现为电 击穿，击穿电压很高。
当电压作用时间大于毫秒级时，表现 为热击穿，击穿电压随作用时间增加 而降低。
电气绝缘特性与劣化
电场均匀程度
电场越均匀，杂质对击穿电压的影 响越大分散性也愈大，击穿电压也越高。
电气绝缘特性与劣化
电气绝缘特性与劣化
由于: (1).损耗功率P值与试验电压U的高低
等因素有关。 (2).tgδ是与电压、频率、绝缘尺寸
无关的量，而仅取决于电介质的损耗 特性。
(3)tgδ可以用高压电桥等仪器直接 测量。
所以表征介损用介质损失角的正切tgδ 来表示,而不是用有功损耗P来表示。
电气绝缘特性与劣化
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绝缘材料的耐热等级
电气绝缘特性与劣化
描写电介质电性能的四个物理量与对应 的四个物理现象
1.电介质的极化 2.电介质的电导 3.电介质的损耗 4.电介质的击穿