固体电介质的击穿特性.pptx

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,#,固体电介质的击穿,主要内容,固体电介质的击穿过程,电化学击穿（电老化）,影响固体电介质击穿电压的主要因素,电介质击穿过程的空间电荷效应,电介质的其它性能,提高固体电介质击穿电压的方法,气、固、液三种电介质中，固体密度最大，耐电强度最高,固体电介质的击穿过程最复杂，且击穿后是唯一不可恢复的绝缘,普遍规律：任何介质的击穿总是从电气性能最薄弱的缺陷处发展起来的，这里的缺陷可指电场的集中，也可指介质的不均匀性,概述,一、固体电介质的击穿过程,1.,固体电介质击穿特性的划分,电工纸板的击穿电压与电压作用时间的关系,电击穿理论建立在固体电介质中发生碰撞电离基础上，固体电介质中存在少量传导电子，在电场加速下与晶格结点上的原子碰撞，从而击穿,电击穿理论本身又分为两种解释碰撞电离的理论,固有击穿理论,电子崩击穿理论,2.,电击穿,A(E,T,0,)=B(,T,0,),A(E,T,0,),：电场作用下单位时间内电子获得的能量,B(,T,0,),：电场作用下单位时间内电子碰撞损失的能量,E,：电场，,：标志电子的状态因子，,T,0,：晶格温度,时间影响,介质特性,电场均匀度,累积效应,无关因素,电击穿的特点,3.,热击穿,交变电压下电瓷的击穿电压与温度的关系,热击穿的概念：,由于介质损耗的存在，固体电介质在电场中会逐渐发热升温，温度升高导致固体电介质电阻下降，电流进一步增大，损耗发热也随之增大。,在电介质不断发热升温的同时，也存在一个通过电极及其它介质向外不断散热的过程。如果同一时间内发热超过散热，则介质温度会不断上升，以致引起电介质分解炭化，最终击穿，这一过程称为电介质的热击穿过程。,热击穿的理论分析,电压：,U,1,U,2,U,3,曲线,1,2,3,：,电介质发热量,Q,与介质中最高温度,t,m,的关系,直线,4,：,表示固体介质中最高温度大于周围环境温度,t,0,时，散出的热量,Q,与介质中最高温度,t,m,的关系,不同外施电压下介质发热散热与介质温度的关系,曲线,1,：,发热永远大于散热，介质温度将不断升高，在电压,U,1,下最终必定发生热击穿,不同外施电压下介质发热散热与介质温度的关系,曲线,3,：,t,ta,时：曲线在直线,4,之上，不发生热击穿，介质温度逐渐升高并稳定在,ta,，称,ta,为稳定热平衡点,ttb,时：情况类似曲线,1,，最终发生热击穿,t=tb,时：发热等于散热，但因扰动使,t,大于,tb,，则介质温度上升，回不到,tb,，直至热击穿。称,tb,为不稳定热平衡点,tat180,根据这个绝缘耐热等级可以进行设备运行负荷的最佳经济性设计,电介质的耐寒性,耐寒性是绝缘材料在低温下保证安全运行的最低许可温度，否则，固体可能变脆、开裂，液体可能凝固。如,10,、,25,、,40,号变压器油分别表示其凝固温度为,-10,、,-25,、,-40,2.,机械性能,脆性、塑性、弹性,3.,吸潮性能,非极性电介质吸湿性低，极性电介质吸湿性较强,4.,化学性能及抗生物性,化学性能指材料的化学稳定性如耐腐蚀性气体、液体溶剂等,抗生物性指材料抗霉菌、昆虫的性能,六、提高电介质击穿电压的方法,改进制造工艺,改进绝缘设计,改善运行条件,谢谢,!,