第7講 液體固體電介質(zhì)的絕緣特性即第一篇復(fù)習(xí)

1、高電壓工程系李黎回顧回顧u極化、電導(dǎo)、損耗u吸收現(xiàn)象與電導(dǎo)和損耗的關(guān)系u介質(zhì)損耗正切角tg 的物理意義u液體電介質(zhì)的擊穿n純凈液體電擊穿n工程液體（含雜質(zhì)和氣泡）氣泡擊穿（小橋）u固體電介質(zhì)的擊穿n電擊穿、熱擊穿、電化學(xué)擊穿2本次課程本次課程u重點(diǎn)：組合絕緣n理解公式推導(dǎo)u電介質(zhì)的老化u第一篇知識(shí)要點(diǎn)全面回顧342.4 2.4 組合絕緣的電氣強(qiáng)度組合絕緣的電氣強(qiáng)度u單一電介質(zhì)不能滿足多種要求：機(jī)械、熱、電氣等u組合絕緣電氣強(qiáng)度與電介質(zhì)的相互配合密切相關(guān)u直流：各層電介質(zhì)承受電場(chǎng)與電導(dǎo)成反比u交流和沖擊下：與介電常數(shù)成反比52.4.1 2.4.1 組合絕緣中的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗組合絕緣中的介電常

2、數(shù)和介質(zhì)損耗21111CCC2211111ddd12212121)(dddd2.4.1 2.4.1 組合絕緣中的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗組合絕緣中的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗672.4.2 2.4.2 組合絕緣中的電場(chǎng)組合絕緣中的電場(chǎng)).().(1).(1)1.11().(221111112211111111112211221121nnnnnnnnndddUdUEdddUdRUSdISdIRURUIRIIdddSISdSdSdIRRRU直流電壓作用下直流電壓作用下電壓與電壓與電阻成正比，電場(chǎng)與電導(dǎo)率電阻成正比，電場(chǎng)與電導(dǎo)率成反比（與電阻率成正比）成反比（與電阻率成正比）電導(dǎo)率量綱：電導(dǎo)率量綱：1/(*m）或

3、）或1/(*cm）電阻率量綱：電阻率量綱： *m或或*cm8交流條件下交流條件下112112()1iinniiUEddRj CSCdd交流電壓作用下交流電壓作用下電壓與電壓與電容成反比，電場(chǎng)與介電常電容成反比，電場(chǎng)與介電常數(shù)成反比數(shù)成反比9分層絕緣中的電場(chǎng)分配分層絕緣中的電場(chǎng)分配交流下交流下u油屏障式絕緣u交流下，1E2u隨著d2的加大，E1持續(xù)增大在油隙中設(shè)置多個(gè)屏障，會(huì)使油中場(chǎng)強(qiáng)顯著增大，反而不利。21222221111)()(dddUddUE10電場(chǎng)按電阻率正比分配。（紙） （油），故E2E1，電場(chǎng)分配合理。同一根油紙絕緣電纜在直流下的耐壓關(guān)于交流耐壓（約為3）倍。分層絕緣中的電場(chǎng)分配分

4、層絕緣中的電場(chǎng)分配直流下直流下21122212112()()UUEdddddu如果是直流，1 2，E1 E211同心圓界面電介質(zhì)：電纜的絕緣同心圓界面電介質(zhì)：電纜的絕緣u單相圓芯均質(zhì)電纜02020maxlnrrUErrrUEav02max200ln1avErrErrr12分階絕緣分階絕緣u在r0rr1內(nèi)ln1ln112201111rrrrrUE在r1r流注的臨界條件：電子崩頭部足夠“強(qiáng)”n注意：正流注和負(fù)流注產(chǎn)生的條件？l外施高過(guò)電壓時(shí)負(fù)流注l負(fù)流注運(yùn)動(dòng)速度快u流注理論和湯遜理論的互補(bǔ)關(guān)系？n如何解釋放電外形、時(shí)間、材料對(duì)放電特性的影響23第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：概念概念u不均

5、勻電場(chǎng)中氣體擊穿放電的過(guò)程n稍不均勻場(chǎng)和極不均勻場(chǎng)的判定l從間隙尺寸來(lái)判斷l(xiāng)從放電現(xiàn)象來(lái)判斷n極不均勻場(chǎng)的特殊性l極性效應(yīng)l電暈放電24第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：概念概念u電暈放電：一種特殊的自持放電n起因：不均勻場(chǎng)中處于相對(duì)強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)電極表面的電離n不是嚴(yán)格意義上的空氣間隙“擊穿”！n電暈放電與細(xì)線效應(yīng)n電暈放電的后果：電暈損耗、電暈干擾n計(jì)算電暈起始電壓的基本表達(dá)式l式1-23（了解即可，一般不會(huì)要求實(shí)際計(jì)算）25第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：概念概念u極不均勻場(chǎng)中的流注過(guò)程n典型實(shí)例：“棒板”間隙n初始電子電子崩流注熱電離，先導(dǎo)貫穿性通道間隙擊穿u極不均勻場(chǎng)中發(fā)生電

6、暈和流注的區(qū)別n外施電壓的高低決定了是發(fā)生電暈還是流注lUUb，流注26第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：理論理論u極性效應(yīng)n不均勻場(chǎng)中才存在明顯的極性效應(yīng)n根本原因：電子崩流注發(fā)展過(guò)程中空間電荷分布不均勻造成的電場(chǎng)畸變n“正棒負(fù)板”、“負(fù)棒正板”n圖1-13和圖1-17的對(duì)比分析！n復(fù)習(xí)時(shí)可以根據(jù)電力線分布來(lái)分析說(shuō)明n請(qǐng)注意極性效應(yīng)與后續(xù)其他知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系l對(duì)穩(wěn)態(tài)擊穿電壓的影響等等27第一篇內(nèi)容全面回顧：應(yīng)用第一篇內(nèi)容全面回顧：應(yīng)用u擊穿電壓：評(píng)價(jià)電介質(zhì)絕緣性能的量化判據(jù)n對(duì)于需要利用絕緣性能的場(chǎng)合：越高越好n對(duì)于需要利用放電特性的場(chǎng)合：越低越好n正確理解“提高”或“降低”擊穿電壓的意思

7、u均勻電場(chǎng)中的擊穿電壓n式1-25和圖1-18n不會(huì)發(fā)生電暈放電u稍不均勻場(chǎng)中的擊穿電壓n與均勻場(chǎng)類似n不對(duì)稱電場(chǎng)中有極性效應(yīng)28第一篇內(nèi)容全面回顧：應(yīng)用第一篇內(nèi)容全面回顧：應(yīng)用u極不均勻場(chǎng)中的擊穿電壓n與起暈電壓是兩個(gè)概念，注意區(qū)分n通常指依據(jù)電子崩流注發(fā)展進(jìn)程的自持放電過(guò)程n極性效應(yīng)：以“棒板”“棒棒”排序l工頻下：總是發(fā)生在。l直流下：l原因l工頻下存在擊穿電壓間隙距離的“飽和”趨勢(shì)，所以。29第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：概念概念u標(biāo)準(zhǔn)雷電波定義n圖1-23u沖擊電壓下放電時(shí)延的定義n什么是統(tǒng)計(jì)時(shí)延、形成時(shí)延n減小統(tǒng)計(jì)時(shí)延的方法理解定義后可推知n減小形成時(shí)延的方法理解定義后可

8、推知30第一篇內(nèi)容全面回顧：應(yīng)用第一篇內(nèi)容全面回顧：應(yīng)用u50%雷電擊穿電壓n極性效應(yīng)：圖1-25u伏秒特性n和放電時(shí)延有密切聯(lián)系n伏秒特性曲線的畫法n如何判斷哪種伏秒特性配合正確31第一篇內(nèi)容全面回顧：應(yīng)用第一篇內(nèi)容全面回顧：應(yīng)用u操作沖擊標(biāo)準(zhǔn)波形n250us/2500usu50%操作沖擊擊穿電壓總之，不同場(chǎng)下的不同擊穿特性：u理解并熟悉四種電壓和三種電場(chǎng)的組合擊穿特性n直流、交流工頻、雷電、操作沖擊n均勻場(chǎng)、稍不均勻場(chǎng)、極不均勻場(chǎng)32第一篇內(nèi)容全面回顧：應(yīng)用第一篇內(nèi)容全面回顧：應(yīng)用u大氣條件對(duì)間隙擊穿的影響n幾個(gè)公式的簡(jiǎn)單計(jì)算u提高氣體擊穿電壓的措施n列舉幾種措施n與“概念”和“理論”部分

9、結(jié)合來(lái)解釋原因u沿面放電n表面電場(chǎng)出現(xiàn)畸變的原因n滑閃放電出現(xiàn)在哪種沿面中？u改善沿面放電特性的方法33第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：概念概念u液體、固體電介質(zhì)的絕緣n與氣體相比有其相似性l電子崩理論在液體固體擊穿過(guò)程中的解釋n與氣體相比有其獨(dú)特性l極化、電導(dǎo)、損耗l氣體的上述三個(gè)特性都可以忽略不計(jì)u極化、電導(dǎo)、損耗是導(dǎo)致液體、固體絕緣特性差異的主要原因u而極化、電導(dǎo)又是導(dǎo)致?lián)p耗的原因34第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：概念概念u列舉：幾種極化的類型極其特點(diǎn)n哪些極化需要消耗能量？損耗u相對(duì)介電常數(shù)有何用處？n制作電容器n制作交流電纜u問(wèn)：極化和電介質(zhì)的絕緣性能之間有何關(guān)聯(lián)？

10、35第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：概念概念u電導(dǎo)n理解：吸收現(xiàn)象n形成電介質(zhì)中電導(dǎo)的原因n通過(guò)電介質(zhì)的電流是如何隨時(shí)間變化的？u電導(dǎo)大小的物理量電導(dǎo)率，單位？n液體的U-I曲線：飽和現(xiàn)象，圖2-7n固體的電導(dǎo)：U-I曲線無(wú)飽和l表面電導(dǎo)：污穢、潮濕36第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：概念概念u損耗n損耗的成因l直流下：電導(dǎo)發(fā)熱l交流下：電導(dǎo)極化l電介質(zhì)可等效為：容阻電路u通過(guò)電介質(zhì)等效電路形成tg 的概念n阻容并聯(lián)：圖2-10和式2-6n阻容串聯(lián)：圖2-11和式2-837第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：概念概念u兩種液體電介質(zhì)擊穿過(guò)程n純凈：電擊穿n工程：氣泡擊穿u三

11、種固體的擊穿過(guò)程n電擊穿n熱擊穿n電老化n圖2-18，三種擊穿方式的擊穿電壓與持續(xù)作用時(shí)間的關(guān)系u影響。的因素（方法）：記小標(biāo)題即可38第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：概念概念u兩種液體電介質(zhì)擊穿過(guò)程n純凈：電擊穿n工程：氣泡擊穿u三種固體的擊穿過(guò)程n電擊穿n熱擊穿n電老化n圖2-18，三種擊穿方式的擊穿電壓與持續(xù)作用時(shí)間的關(guān)系39第一篇內(nèi)容全面回顧：第一篇內(nèi)容全面回顧：理論理論u組合絕緣n組合介電常數(shù)和介質(zhì)損耗的推導(dǎo)n由推導(dǎo)式理解組合絕緣的性能評(píng)估方法l注意交流、直流n請(qǐng)認(rèn)真推導(dǎo)式2-13，式2-14，式2-15，式2-16u應(yīng)用：電纜分階絕緣n式2-18式2-22的上下文含義40第一篇內(nèi)容全面