在電力系統(tǒng)中,絕緣油是一種廣泛應(yīng)用于高壓電氣設(shè)備中的絕緣介質(zhì)。特別在高壓電氣設(shè)備中是保護(hù)變壓器、油開關(guān)、充油電纜、電容器的固體絕緣并與它們配合使用在設(shè)備中,使設(shè)備得到可靠的電氣絕緣;促進(jìn)變壓器線圈、鐵芯及其他設(shè)備的良好冷卻;保證油開關(guān)迅速滅弧。
絕緣油具有下列主要優(yōu)點(diǎn):①高的介電強(qiáng)度;②高的閃點(diǎn);③低的粘度;④不含有機(jī)酸、堿和腐蝕性硫;⑤良好的抗乳化性質(zhì);⑥在正常工作情況下不析出廢渣;⑦電弧產(chǎn)物能迅速沉淀;⑧低的傾點(diǎn)。
在高壓電氣設(shè)備運(yùn)行中,絕緣油由于受到高溫、氧化、濕度、電場(chǎng)和雜質(zhì)的作用 ,品質(zhì)會(huì)發(fā)生不斷變化,造成設(shè)備絕緣性能逐漸下降,影響電力設(shè)備的安全運(yùn)行和維護(hù)工作。因此,為了使絕緣油性能良好并充分發(fā)揮作用,必須定期進(jìn)行絕緣油的各項(xiàng)試驗(yàn)。而擊穿電壓是表征絕緣油介電強(qiáng)度的一項(xiàng)重要指標(biāo),它是衡量絕緣油耐電壓能力的尺度,它反映了油中是否存在雜質(zhì)、水分和導(dǎo)電微粒,以及它們對(duì)絕緣油性能影響的嚴(yán)重程度。
從擊穿機(jī)理的角度,可將絕緣油分為兩類:純凈的和工程用的,這兩類絕緣油的擊穿機(jī)理有很大不同。我們通常使用的就是工程用絕緣油,在使用中不可避免地會(huì)吸收氣體和水分,混入雜質(zhì),例如固體絕緣材料上脫落的纖維,液體本身也會(huì)老化、分解,所以工程用絕緣油總含有一些雜質(zhì)。雜質(zhì)的存在使工程用絕緣油的擊穿有新的特點(diǎn),一般用 小橋 理論來(lái)說(shuō)明工程用絕緣油的擊穿過(guò)程。小橋理論認(rèn)為,絕緣油的雜質(zhì)在電場(chǎng)力的作用下,在電場(chǎng)方向定向,并逐漸沿電力線方向排列成雜質(zhì)的 小橋 ,由于水和纖維的相對(duì)介電常數(shù)比油的相對(duì)介電常數(shù)大得多,所以這些雜質(zhì)容易極化而在電場(chǎng)方向定向排列成小橋。由于組成此小橋的纖維及水分電導(dǎo)較大,從而使泄漏電流增加,并進(jìn)而使小橋強(qiáng)烈發(fā)熱,使油和水局部沸騰汽化,最后沿此氣橋發(fā)生擊穿。由于雜質(zhì)小橋的形成帶有統(tǒng)計(jì)性,因而工程用絕緣油的擊穿電壓有較大的分散性。
影響絕緣油擊穿電壓的因素有:1)雜質(zhì)(懸浮水、纖維):水在油中有兩種存在方式,分子狀態(tài)溶解或乳化狀態(tài)懸浮。水分若溶解于油中,對(duì)耐壓影響不大。若呈懸浮狀,則由于易形成小橋,對(duì)擊穿電壓影響較大。2)溫度:溫度對(duì)絕緣油擊穿電壓的影響和油的品質(zhì)都有關(guān)。3)電壓作用時(shí)間:電壓作用時(shí)間越長(zhǎng),雜質(zhì)成橋,介質(zhì)發(fā)熱越充分,擊穿電壓越低。4)電場(chǎng)均勻程度:絕緣油擊穿電壓的分散性和電場(chǎng)的均勻程度有關(guān),電場(chǎng)不均勻程度增加,擊穿電壓的分散性減小。5)壓力:對(duì)于工程用絕緣油的擊穿電壓是隨壓力的增加而提高的。
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