液体电介质的击穿特性
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? 在极不均匀电场中变压器油的击穿过程，先在 尖电极附近开始电离，电离开始阶段以后是流 注发展阶段，流注分级地向另一电极发展，放 电通道出现分枝，最后流注通道贯通整个间隙
? 与长空气间隙的放电过程很相似
/22
2. 纯净液体电介质的气泡击穿理论
? 当外加电场较高时，液体介质内由于各种原因 产生气泡 1）电子电流加热液体，分解出气体； 2）电子碰撞液体分子，使之解离产出气体； 3）静电斥力，电极表面吸附的气泡表面积累电 荷，当静电斥力大于液体表面张力时，气泡体 积变大； 4）电极凸起处的电晕引起液体气化。
? 串联介质中，场强的分布与介质的介电常数成 反比
/22
3. Leabharlann Baidu纯净液体电介质的小桥击穿理论
? 液体中的杂质在电场力的 作用下，在电场方向定向， 并逐渐沿电力线方向排列 成杂质的“小桥
? 水分及纤维等的电导大， 引起泄漏电流增大、发热 增多，促使水分汽化、气 泡扩大
? 液体电介质最后在气体通 道中发生击穿
(虚线表示未经研究的区域)
/22
4. 电场均匀程度
? 油的纯净程度较高时，改善电场的均匀程度能 使工频或直流电压下的击穿电压明显提高
? 液体电介质击穿电压的分散性和电场的均匀程 度有关 工频击穿电压的分散性在极不均匀电场中不 超过5％，而在均匀电场中可达 30?40％
/22
5.压强
)/kV 值
200 150
(a)
(b)
(a) 形成“小桥” (b) 未形成“小桥” 受潮纤维在电极间定向示意图
/22
（二）影响液体电介质击穿电压的因素
? 用标准油杯来检查油的质量
? 平板电极间电场均匀，油中 稍有受潮、含杂，击穿电压 就明显下降
? 规程规定用来灌注高压电力 变压器等的变压器油，在此 油杯中的工频击穿电压要求 在25? 40kV 以上 (与设备的额 定电压有关)；灌注高压电缆 和电容器的用油，在油杯中 的 击 穿 电 压 常 要 求 在 50 或 60kV以上
液体电介质的击穿
主要内容
? 液体电介质的击穿理论 ? 影响液体电介质击穿电压的因素 ? 提高液体电介质击穿电压的方法
（一）液体电介质的击穿理论
液体电介质 ：纯净的液体电介质 工程用液体电介质
击穿机理不同：电击穿理论、气泡击穿理论 小桥击穿理论
/22
1. 纯净液体电介质的电击穿理论
? 液体中因强场发射等原因产生的电子，在电场 中被加速，与液体分子发生碰撞电离
/22
800
700
1.5/40（－）
) 值
600
峰
1.5/40（＋）
200
( 500
）
kV 400
（
Ub,p 300
200
100
3.0
） 2.5 值
小
2.0 最 （ K
1.5 ， 数
1.0
系 击
冲
0.5
0
10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1
t（s）
101 102 103
极不均匀电场中变压器油的伏秒特性曲线
效
有 U(b
100
50
d d= 7.5cm 5.0 2.5
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
p/MPa
变压器油（工程电介质）工频击穿电压与压强的关系
/22
（三）提高液体电介质击穿电压的方法
提高以及保持油的品质 覆盖层 绝缘层 屏障 沿面放电时改善电场分布
/22
谢谢!
/22
（二）影响液体电介质击穿电压的因素
1. 杂质（悬浮水、纤维）
/kV 40 ） 值 效 有 20 （ Ub
0
0.02
0.04
含水量×100
变压器油的工频击穿电压和含水量的关系
/22
2. 温度
） 值
60
效
有 （
40
伏
千 ，
20
Ub
1 2
2.5毫米
-40 0 40 80 120 t,℃
标准油杯中变压器油工频击穿电压与温度的关系 1-干燥的油； 2-受潮的油
/22
3. 电压作用时间
700
） 值
600
峰 （
500
Ubp（kV）
400 300 200
100
10
Φ
9
50
20
8值
7 6 5
小 数Kl最 系
4击
3冲
2
0
1
10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 1 10 1 10 2
t（s）
稍不均匀电场中变压器油的伏秒特性曲线
(虚线表示未经研究过的区域)
? 与长空气间隙的放电过程很相似
/22
2. 纯净液体电介质的气泡击穿理论
? 当外加电场较高时，液体介质内由于各种原因 产生气泡 1）电子电流加热液体，分解出气体； 2）电子碰撞液体分子，使之解离产出气体； 3）静电斥力，电极表面吸附的气泡表面积累电 荷，当静电斥力大于液体表面张力时，气泡体 积变大； 4）电极凸起处的电晕引起液体气化。
? 串联介质中，场强的分布与介质的介电常数成 反比
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3. Leabharlann Baidu纯净液体电介质的小桥击穿理论
? 液体中的杂质在电场力的 作用下，在电场方向定向， 并逐渐沿电力线方向排列 成杂质的“小桥
? 水分及纤维等的电导大， 引起泄漏电流增大、发热 增多，促使水分汽化、气 泡扩大
? 液体电介质最后在气体通 道中发生击穿
(虚线表示未经研究的区域)
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4. 电场均匀程度
? 油的纯净程度较高时，改善电场的均匀程度能 使工频或直流电压下的击穿电压明显提高
? 液体电介质击穿电压的分散性和电场的均匀程 度有关 工频击穿电压的分散性在极不均匀电场中不 超过5％，而在均匀电场中可达 30?40％
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5.压强
)/kV 值
200 150
(a)
(b)
(a) 形成“小桥” (b) 未形成“小桥” 受潮纤维在电极间定向示意图
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（二）影响液体电介质击穿电压的因素
? 用标准油杯来检查油的质量
? 平板电极间电场均匀，油中 稍有受潮、含杂，击穿电压 就明显下降
? 规程规定用来灌注高压电力 变压器等的变压器油，在此 油杯中的工频击穿电压要求 在25? 40kV 以上 (与设备的额 定电压有关)；灌注高压电缆 和电容器的用油，在油杯中 的 击 穿 电 压 常 要 求 在 50 或 60kV以上
液体电介质的击穿
主要内容
? 液体电介质的击穿理论 ? 影响液体电介质击穿电压的因素 ? 提高液体电介质击穿电压的方法
（一）液体电介质的击穿理论
液体电介质 ：纯净的液体电介质 工程用液体电介质
击穿机理不同：电击穿理论、气泡击穿理论 小桥击穿理论
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1. 纯净液体电介质的电击穿理论
? 液体中因强场发射等原因产生的电子，在电场 中被加速，与液体分子发生碰撞电离
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800
700
1.5/40（－）
) 值
600
峰
1.5/40（＋）
200
( 500
）
kV 400
（
Ub,p 300
200
100
3.0
） 2.5 值
小
2.0 最 （ K
1.5 ， 数
1.0
系 击
冲
0.5
0
10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1
t（s）
101 102 103
极不均匀电场中变压器油的伏秒特性曲线
效
有 U(b
100
50
d d= 7.5cm 5.0 2.5
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
p/MPa
变压器油（工程电介质）工频击穿电压与压强的关系
/22
（三）提高液体电介质击穿电压的方法
提高以及保持油的品质 覆盖层 绝缘层 屏障 沿面放电时改善电场分布
/22
谢谢!
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（二）影响液体电介质击穿电压的因素
1. 杂质（悬浮水、纤维）
/kV 40 ） 值 效 有 20 （ Ub
0
0.02
0.04
含水量×100
变压器油的工频击穿电压和含水量的关系
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2. 温度
） 值
60
效
有 （
40
伏
千 ，
20
Ub
1 2
2.5毫米
-40 0 40 80 120 t,℃
标准油杯中变压器油工频击穿电压与温度的关系 1-干燥的油； 2-受潮的油
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3. 电压作用时间
700
） 值
600
峰 （
500
Ubp（kV）
400 300 200
100
10
Φ
9
50
20
8值
7 6 5
小 数Kl最 系
4击
3冲
2
0
1
10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 1 10 1 10 2
t（s）
稍不均匀电场中变压器油的伏秒特性曲线
(虚线表示未经研究过的区域)