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影響電介質(zhì)損耗的因素

來(lái)源:北京智德創(chuàng)新儀器設(shè)備有限公司   2024年10月31日 10:05  

(1)不同的電介質(zhì),其損耗特性也不同。氣體電介質(zhì)的損耗僅由電導(dǎo)引起,損耗極小(tanδ10-8),所以常用氣體(空氣、N2)作為標(biāo)準(zhǔn)電容器的介質(zhì)。但當(dāng)外加電壓U超過(guò)氣體的起始放電電壓U0時(shí),將發(fā)生局部放電,這時(shí)氣體的損耗將急劇增加,這在高壓輸電線上是常見的,稱為電暈損耗。此外,當(dāng)固體電介質(zhì)中含有氣隙時(shí),在一定的電場(chǎng)強(qiáng)度下,氣隙中將產(chǎn)生局部放電,也會(huì)使損耗急劇增加,使固體絕緣逐漸劣化,因此常采用干燥、浸油或充膠等措施來(lái)消除氣隙。對(duì)固體電介質(zhì)和金屬電極接觸處的空氣隙,經(jīng)常采用短路的辦法,使氣隙內(nèi)電場(chǎng)為零。例如,在35kV純瓷套管的內(nèi)壁上涂半導(dǎo)體釉或噴鋁,并通過(guò)彈性銅片與導(dǎo)電桿相連。液體和固休電介質(zhì)的損耗特性比較復(fù)雜,因?yàn)椴煌奈镔|(zhì)結(jié)構(gòu)只有不同的極化特性,不同的極化特性自然會(huì)影響到介質(zhì)的損耗特性。

(2)中性或弱極性介質(zhì)的損耗主要山電導(dǎo)引起,tanδ較小。損耗與溫度的關(guān)系和電導(dǎo)與溫度的關(guān)系相似,即tanδ隨溫度的升高也是按指數(shù)規(guī)律增大。例如,變壓器油在20℃時(shí)的tanδ0.5%,70℃時(shí)tanδ2.5%

(3)對(duì)于極性液體介質(zhì),由于偶極子轉(zhuǎn)向極化引起的極化損耗較大,所以tanδ較大,而且tanδ與溫度、頻率均有關(guān),如圖1-12所示。以曲線1為例介紹,當(dāng)溫度tt1;時(shí),由于溫度較低,電導(dǎo)損耗和極化損耗都很小。隨著溫度的升高,材料的黏滯性減小,有利于偶極子的轉(zhuǎn)向極化,使極化損耗顯著增大,同時(shí)電導(dǎo)損耗也隨溫度的升高而有所增大,所以在這一范圍內(nèi)tanδ隨溫度的升高而增大。當(dāng)去t1tt2時(shí),隨著溫度的升高,分子的熱運(yùn)動(dòng)加快,從而又妨礙了偶極子在電場(chǎng)作用下進(jìn)行有規(guī)則的排列,因此極化損耗隨溫度升高而減小。由于這一溫度范圍內(nèi)極化損耗的減小要比電導(dǎo)損耗的增加更快,所以總的tanδ曲線隨溫度的升高而減小。當(dāng)tt2時(shí),由于電導(dǎo)損耗隨溫度的升高而急劇增加,極化損耗相對(duì)來(lái)說(shuō)已不占主要部分,因此tanδ重新又隨溫度的升高而增大。

(4)對(duì)于油紙組合絕緣介質(zhì),其tanδ值的大小與油紙的老化程度和溫度均有關(guān)。由于隨著油紙絕緣老化程度的加深,絕緣紙內(nèi)部含有的纖維素小分子鏈、水分、纖維素降解產(chǎn)物(低分子酸等)以及絕緣油老化生成的酸等弱極性或極性物質(zhì)會(huì)增多,導(dǎo)致油紙絕緣單位體積內(nèi)帶電粒子數(shù)目增多。因此,在交變電場(chǎng)的作用下,老化的油紙絕緣極化損耗會(huì)增大,使得油紙絕緣的tanδ值隨著老化程度的加深而增大,且其tanδ值與溫度、頻率的關(guān)系和極性液體相似,表現(xiàn)為tanδ先隨溫度的升高而增大,當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)又隨溫度的升高而減小。


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