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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