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电气设备绝缘的电击穿和热击穿的区别

点击次数:45  发布时间:2019-03-13

一、电气设备绝缘的电击穿:

 

    电气设备的热击穿包含着一个热传递过程,破坏往往是绝缘物整体或大面积。绝缘物接受大量热能后,绝缘材料的化学性质发生变化,其破坏信息容易被我们感觉器官所接受的。而另一种击穿,即绝缘的电击穿,则比较隐蔽,它的击穿往往为瞬时过电压所致,多数发生在电压等级比较高的电气设备上,常见的雷电所造成的电击穿

 

    电击穿的机理是:瞬时高电压在固体绝缘薄处击穿,形成一贯穿性的狭小通道,在这通道内折出碳的小颗粒。因电击穿是肯定的不可逆的,由于瞬时高电压作用,狭小通道击穿所需能量及吸收的能量都不大,局部温度还来不及向周围扩散,电击穿过程已结束了。

 

    电击穿后的绝缘介质与击穿以前完好的绝缘介质,从表面上看其形态是没有区别的,这就容易给人们造成错觉,即感觉上不认为绝缘材料已经击穿了。较为典型的事例是:白光灯启辉器中电容的击穿,这是日常生活中常见的现象。日光灯灯管两端发红,就是启不了辉,日光灯亮不起来。原因是启辉器中的电容击穿了,其击穿是瞬时过电压而造成的。

 

    击穿过程是:当启辉器中的氖气管内的触头变冷断开时,镇流器产生很高自感电动势,这一瞬间过电压加在灯管两端,同时也加到电容器两端而造成电容被击穿。你只要将启辉器中电容取下,日光灯即可恢复正常发亮。我们仔细观察该电容,是看不出有任何异常及有被破坏痕迹,但电容确实被击穿而坏了。

 

    这里我们应当了解到,某些设备的电击穿并不立即就能反映出其内部故障,而是要经历了由电击穿到热击穿后才明显地反映出故障特征。如配电变压器遭受雷击,其首端匝间线圈绝缘出现电击穿,起初很难发现有任何异常,待运行一段时间后发展到邻近匝间或层间绝缘也击穿,才明显表现出故障的特征。由此可见,高压设备的过电压保护是设备安全运行的重要措施,所以高压设备一定要设置绝缘击穿保护。

 

二、电气设备绝缘的热击穿:

    电气设备都设计在额定负荷下工作的,若设备处于超负荷下运行就会造成设备温度升高,而温度上升会加快绝缘老化的速度,这个速度就与被称为8℃理论有关。例如A级绝缘的电设备,正常工作温度长期在80℃时,绝缘寿命为40年;若长期工作温度为88℃寿命只有20年;当工作温度达104℃时,则寿命只有5年。所以电气设备是不允许长期过负荷运行的,其根本原因就是考虑安全运行的使用寿命。

 

    电气设备长期过负荷运行,因温度上升而发热,而发热与绝缘寿命有关,当设备发热能量不能及时扩散出去,久之必将造成绝缘的击穿,称之为热击穿。电气设备运行中的发热,对绝缘的破坏是一个相对缓慢过程,主要表现为绝缘的老化,化学性质也发生变化,当设备温度不断上升,会加速绝缘老化进程,直至绝缘性能的丧失。如我们常见到的某种使用过的塑料导线其外皮发硬发脆;又如橡胶绝缘导线经长期使用后,其外皮会开裂发粘,这实质上是过负荷发热而造成绝缘的老化,当严重过热将导致绝缘物碳化,绝缘物发黑而变成导体。当电气设备额定电压与供电电压不符,也会引起绝缘击穿。如将220kV单相设备接入两相380V电源上,马上就会严重发热、冒烟,发出一股焦糊味。又如常见刀闸的固体绝缘物受热,从刀闸背面流淌下来的情况,这是因为刀闸接触不良或过负荷或金属表面氧化而产生的。一般可正常工作的设备,其发热多为外部因素引起的,反映到设备本身即是过负荷而发热,经过长时间发热就会出现绝缘热击穿而不能正常运行了。

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