電氣擊穿電壓試驗(yàn)設(shè)備絕緣的電擊穿與熱擊穿介紹

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一、電氣設(shè)備絕緣的電擊穿：

    電氣設(shè)備的熱擊穿包含著一個(gè)熱傳遞過(guò)程，破壞往往是絕緣物整體或大面積。絕緣物接受大量熱能后，絕緣材料的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，其破壞信息容易被我們感覺(jué)器官所接受的。而另一種擊穿，即絕緣的電擊穿，則比較隱蔽，它的擊穿往往為瞬時(shí)過(guò)電壓所致，多數(shù)發(fā)生在電壓等級(jí)比較高的電氣設(shè)備上，常見(jiàn)的雷電所造成的電擊穿。

    電擊穿的機(jī)理是：瞬時(shí)高電壓在固體絕緣薄處擊穿，形成一貫穿性的狹小通道，在這通道內(nèi)折出碳的小顆粒。因電擊穿是肯定的不可逆的，由于瞬時(shí)高電壓作用，狹小通道擊穿所需能量及吸收的能量都不大，局部溫度還來(lái)不及向周?chē)鷶U(kuò)散，電擊穿過(guò)程已結(jié)束了。

    電擊穿后的絕緣介質(zhì)與擊穿以前完好的絕緣介質(zhì)，從表面上看其形態(tài)是沒(méi)有區(qū)別的，這就容易給人們?cè)斐慑e(cuò)覺(jué)，即感覺(jué)上不認(rèn)為絕緣材料已經(jīng)擊穿了。較為典型的事例是：白光燈啟輝器中電容的擊穿，這是日常生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象。日光燈燈管兩端發(fā)紅，就是啟不了輝，日光燈亮不起來(lái)。原因是啟輝器中的電容擊穿了，其擊穿是瞬時(shí)過(guò)電壓而造成的。

    擊穿過(guò)程是：當(dāng)啟輝器中的氖氣管內(nèi)的觸頭變冷斷開(kāi)時(shí)，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很高自感電動(dòng)勢(shì)，這一瞬間過(guò)電壓加在燈管兩端，同時(shí)也加到電容器兩端而造成電容被擊穿。你只要將啟輝器中電容取下，日光燈即可恢復(fù)正常發(fā)亮。我們仔細(xì)觀察該電容，是看不出有任何異常及有被破壞痕跡，但電容確實(shí)被擊穿而壞了。

    這里我們應(yīng)當(dāng)了解到，某些設(shè)備的電擊穿并不立即就能反映出其內(nèi)部故障，而是要經(jīng)歷了由電擊穿到熱擊穿后才明顯地反映出故障特征。如配電變壓器遭受雷擊，其首端匝間線圈絕緣出現(xiàn)電擊穿，起初很難發(fā)現(xiàn)有任何異常，待運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)展到鄰近匝間或?qū)娱g絕緣也擊穿，才明顯表現(xiàn)出故障的特征。由此可見(jiàn)，高壓設(shè)備的過(guò)電壓保護(hù)是設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施，所以高壓設(shè)備一定要設(shè)置絕緣擊穿保護(hù)。

二、電氣設(shè)備絕緣的熱擊穿：

    電氣設(shè)備都設(shè)計(jì)在額定負(fù)荷下工作的，若設(shè)備處于超負(fù)荷下運(yùn)行就會(huì)造成設(shè)備溫度升高，而溫度上升會(huì)加快絕緣老化的速度，這個(gè)速度就與被稱為8℃理論有關(guān)。例如*絕緣的電設(shè)備，正常工作溫度長(zhǎng)期在80℃時(shí)，絕緣壽命為40年;若長(zhǎng)期工作溫度為88℃壽命只有20年;當(dāng)工作溫度達(dá)104℃時(shí)，則壽命只有5年。所以電氣設(shè)備是不允許長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的，其根本原因就是考慮安全運(yùn)行的使用壽命。

    電氣設(shè)備長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，因溫度上升而發(fā)熱，而發(fā)熱與絕緣壽命有關(guān)，當(dāng)設(shè)備發(fā)熱能量不能及時(shí)擴(kuò)散出去，久之必將造成絕緣的擊穿，稱之為熱擊穿。電氣設(shè)備運(yùn)行中的發(fā)熱，對(duì)絕緣的破壞是一個(gè)相對(duì)緩慢過(guò)程，主要表現(xiàn)為絕緣的老化，化學(xué)性質(zhì)也發(fā)生變化，當(dāng)設(shè)備溫度不斷上升，會(huì)加速絕緣老化進(jìn)程，直至絕緣性能的喪失。如我們常見(jiàn)到的某種使用過(guò)的塑料導(dǎo)線其外皮發(fā)硬發(fā)脆;又如橡膠絕緣導(dǎo)線經(jīng)長(zhǎng)期使用后，其外皮會(huì)開(kāi)裂發(fā)粘，這實(shí)質(zhì)上是過(guò)負(fù)荷發(fā)熱而造成絕緣的老化，當(dāng)嚴(yán)重過(guò)熱將導(dǎo)致絕緣物碳化，絕緣物發(fā)黑而變成導(dǎo)體。當(dāng)電氣設(shè)備額定電壓與供電電壓不符，也會(huì)引起絕緣擊穿。如將220kV單相設(shè)備接入兩相380V電源上，馬上就會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱、冒煙，發(fā)出一股焦糊味。又如常見(jiàn)刀閘的固體絕緣物受熱，從刀閘背面流淌下來(lái)的情況，這是因?yàn)榈堕l接觸不良或過(guò)負(fù)荷或金屬表面氧化而產(chǎn)生的。一般可正常工作的設(shè)備，其發(fā)熱多為外部因素引起的，反映到設(shè)備本身即是過(guò)負(fù)荷而發(fā)熱，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱就會(huì)出現(xiàn)絕緣熱擊穿而不能正常運(yùn)行了。

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