電氣擊穿電壓試驗設備絕緣的電擊穿與熱擊穿介紹

電學(xué)檢測儀器生產(chǎn)供應商：北京中航鼎力儀器設備有限公司

一、電氣設備絕緣的電擊穿：

    電氣設備的熱擊穿包含著(zhù)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，多數發(fā)生在電壓等級比較高的電氣設備上，常見(jiàn)的雷電所造成的電擊穿。

    電擊穿的機理是：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散，電擊穿過(guò)程已結束了。

    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)有區別的，這就容易給人們造成錯覺(jué)，即感覺(jué)上不認為絕緣材料已經(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：當啟輝器中的氖氣管內的觸頭變冷斷開(kāi)時(shí)，鎮流器產(chǎn)生很高自感電動(dòng)勢，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，日光燈即可恢復正常發(fā)亮。我們仔細觀(guān)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。

    這里我們應當了解到，某些設備的電擊穿并不立即就能反映出其內部故障，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(xiàn)圈絕緣出現電擊穿，起初很難發(fā)現有任何異常，待運行一段時(shí)間后發(fā)展到鄰近匝間或層間絕緣也擊穿，才明顯表現出故障的特征。由此可見(jiàn)，高壓設備的過(guò)電壓保護是設備安全運行的重要措施，所以高壓設備一定要設置絕緣擊穿保護。

二、電氣設備絕緣的熱擊穿：

    電氣設備都設計在額定負荷下工作的，若設備處于超負荷下運行就會(huì )造成設備溫度升高，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(chēng)為8℃理論有關(guān)。例如*絕緣的電設備，正常工作溫度長(cháng)期在80℃時(shí)，絕緣壽命為40年;若長(cháng)期工作溫度為88℃壽命只有20年;當工作溫度達104℃時(shí)，則壽命只有5年。所以電氣設備是不允許長(cháng)期過(guò)負荷運行的，其根本原因就是考慮安全運行的使用壽命。

    電氣設備長(cháng)期過(guò)負荷運行，因溫度上升而發(fā)熱，而發(fā)熱與絕緣壽命有關(guān)，當設備發(fā)熱能量不能及時(shí)擴散出去，久之必將造成絕緣的擊穿，稱(chēng)之為熱擊穿。電氣設備運行中的發(fā)熱，對絕緣的破壞是一個(gè)相對緩慢過(guò)程，主要表現為絕緣的老化，化學(xué)性質(zhì)也發(fā)生變化，當設備溫度不斷上升，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)的塑料導線(xiàn)其外皮發(fā)硬發(fā)脆;又如橡膠絕緣導線(xiàn)經(jīng)長(cháng)期使用后，其外皮會(huì )開(kāi)裂發(fā)粘，這實(shí)質(zhì)上是過(guò)負荷發(fā)熱而造成絕緣的老化，當嚴重過(guò)熱將導致絕緣物碳化，絕緣物發(fā)黑而變成導體。當電氣設備額定電壓與供電電壓不符，也會(huì )引起絕緣擊穿。如將220kV單相設備接入兩相380V電源上，馬上就會(huì )嚴重發(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，這是因為刀閘接觸不良或過(guò)負荷或金屬表面氧化而產(chǎn)生的。一般可正常工作的設備，其發(fā)熱多為外部因素引起的，反映到設備本身即是過(guò)負荷而發(fā)熱，經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間發(fā)熱就會(huì )出現絕緣熱擊穿而不能正常運行了。

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