影響固體介質擊穿的因素及提高其電氣強度的措施

影響固體介質擊穿的因素及提高其電氣強度的措施

(1)電壓作用時間：外施電壓作用時間對擊穿電壓的影響很大，以常用的電工紙板(尺寸為mm)為例，如圖2-19所示，在圖中較寬范圍內(B區(qū))擊穿電壓與電壓作用時間無關，只在時間小于微秒級時(A區(qū))，擊穿電壓才升高。這與氣體放電的伏秒特性相似，區(qū)域B屬電擊穿范圍，這是因為在時間很短時，熱和化學的作用尚不起作用。在C區(qū)屬熱擊穿范圍，因為在交流電壓作用時間較長時的擊穿，往往是熱的過程起決定性作用，電壓作用時間愈長，其擊穿值愈低。

(2)溫度：如圖2-20所示，當溫度在t₀值以下時，擊穿場強很高，且與溫度幾乎無關，屬電擊穿；在t₀值以上時，周圍溫度越高，散熱條件越差，熱擊穿電壓就越低。對不同材料，此轉折溫度t₀值是不同的、即使同一材料、如材料愈厚，散熱困難，t₀值就可能出現(xiàn)在更低溫度處。即在較低溫度時便出現(xiàn)熱擊穿。 

(3)電場均勻程度：均勻致密的材料，在均勻電場中，電介質耐壓較高，擊穿電壓與厚度有直線關系；在不均勻電場中，擊穿電壓大大降低，且隨厚度的增加而增加很慢，如圖2-21所示，當厚度增 加時，散熱困難，可能出現(xiàn)熱擊穿，故增加厚度的意義不大。常用的固休介質往往很不均勻致密，即使處于均勻出場中，由于氣孔或其他缺陷將會使電場畸變，氣孔中先行游離，對固體介質是有害的。經(jīng)干燥、浸漬處理過的絕緣材料，可明顯提高其電氣強度。

(4)電壓種類：在相同情況下，介質在交、直流及沖擊下的擊穿電壓往往不同，其沖擊系數(shù)(沖擊擊穿電壓與工頻擊穿電壓幅值之比)常大下1，在直流下擊穿電壓也常比工頻時高得多，因為直流下固體介質中損耗小，局部放電弱之故：

所加電壓頻率高時，局部放電及損耗都大，發(fā)熱嚴重，能導致熱擊穿，或局部放電帶來的化學變化，使絕緣損傷、劣化、發(fā)生電化學擊穿。

(5)累積效應：在不均勻電場中，當外施較高電壓時，雖然已發(fā)生較強的局部放電，但由于電壓作用的時間很短，未形成擊穿，而在介質內形成局部損傷，故在下次施加電壓時，便會形成擊穿，所以，當介質隨外加沖擊或工頻試驗電壓次數(shù)增多時，其擊穿電壓將會下降。

(6)受潮：介質受潮會使其擊穿電壓下降，這與介質本身的性能有關。易吸潮的介質，吸潮后擊穿電壓下降很大，故高壓下使用的絕緣在制造中要注意除去水分，并在運行中注意防潮。

(7)機械負荷：固體材料在使用中有時能遇到較大的積械負荷作用，使材料發(fā)生裂縫，其擊穿電壓顯著降低。例如，懸式絕緣子工作時受機械和電的作用，故出廠前要經(jīng)機電負荷聯(lián)合試驗。

此外，有機固體材料在運行中受熱、化學的作用，可能變脆，裂開失去彈性，不能再作為絕緣材料使用。