電氣擊穿電壓試驗設(shè)備絕緣的電擊穿與熱擊穿介紹

電學檢測儀器生產(chǎn)供應商：北京中航鼎力儀器設(shè)備有限公司

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熱傳遞過程，破壞往往是絕緣物整體或大面積。絕緣物接受大量熱能后，絕緣材料的化學性質(zhì)發(fā)生變化，其破壞信息容易被我們感覺器官所接受的。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過電壓所致，多數(shù)發(fā)生在電壓等級比較高的電氣設(shè)備上，常見的雷電所造成的電擊穿。

    電擊穿的機理是：瞬時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，局部溫度還來不及向周圍擴散，電擊穿過程已結(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)是沒有區(qū)別的，這就容易給人們造成錯覺，即感覺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。原因是啟輝器中的電容擊穿了，其擊穿是瞬時過電壓而造成的。

    擊穿過程是：當啟輝器中的氖氣管內(nèi)的觸頭變冷斷開時，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很高自感電動勢，這一瞬間過電壓加在燈管兩端，同時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，但電容確實被擊穿而壞了。

    這里我們應當了解到，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，待運行一段時間后發(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，高壓設(shè)備的過電壓保護是設(shè)備安全運行的重要措施，所以高壓設(shè)備一定要設(shè)置絕緣擊穿保護。

二、電氣設(shè)備絕緣的熱擊穿：

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

    電氣設(shè)備長期過負荷運行，因溫度上升而發(fā)熱，而發(fā)熱與絕緣壽命有關(guān)，當設(shè)備發(fā)熱能量不能及時擴散出去，久之必將造成絕緣的擊穿，稱之為熱擊穿。電氣設(shè)備運行中的發(fā)熱，對絕緣的破壞是一個相對緩慢過程，主要表現(xiàn)為絕緣的老化，化學性質(zhì)也發(fā)生變化，當設(shè)備溫度不斷上升，會加速絕緣老化進程，直至絕緣性能的喪失。如我們常見到的某種使用過的塑料導線其外皮發(fā)硬發(fā)脆;又如橡膠絕緣導線經(jīng)長期使用后，其外皮會開裂發(fā)粘，這實質(zhì)上是過負荷發(fā)熱而造成絕緣的老化，當嚴重過熱將導致絕緣物碳化，絕緣物發(fā)黑而變成導體。當電氣設(shè)備額定電壓與供電電壓不符，也會引起絕緣擊穿。如將220kV單相設(shè)備接入兩相380V電源上，馬上就會嚴重發(fā)熱、冒煙，發(fā)出一股焦糊味。又如常見刀閘的固體絕緣物受熱，從刀閘背面流淌下來的情況，這是因為刀閘接觸不良或過負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)備本身即是過負荷而發(fā)熱，經(jīng)過長時間發(fā)熱就會出現(xiàn)絕緣熱擊穿而不能正常運行了。

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