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電子技術
變壓器油擊穿電壓標準
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要看電壓等級的,具體如下:(1)使用于15kV及以下者：不應低于25kV(2)使用于20～35kV者：不應低于35kV(3)使用于60～220kV者：不應低于40kV(4)使用于330kV者：不應低于50kV(5)使用于500kV者：不應低于60kV。 將電壓施加于絕緣油時，隨著電壓增加，通過油的電流劇增，使之完全喪失所固有的絕緣性能而變成導體，這種現象稱為絕緣油的擊穿。絕緣油發生擊穿時的臨界電壓值，稱為擊穿電壓，此時的電場強度，稱為油的絕緣強度，表明絕緣油抵抗電場的能力。擊穿電壓U (kV)和絕緣強度E (kV/cm)的關系為 E=U/d 式中d-電極間距離(cm)。 純凈絕緣油與通常含有雜質的絕緣油具有不同的擊穿機理。前者的擊穿是由于游離所引起，可用氣體電介質擊穿的機理來解釋，即在高電場強度下，油分子碰撞游離成正離子和電子，進而形成了電子崩。電子崩向陽極發展，而積累的正電荷則聚集在陰極附近，最后形成一個具有高電導的通道，導致絕緣油的擊穿。通常絕緣油總是或多或少含有雜質，在這種情況下，雜質是造成絕緣油擊穿的主要原因。油中水滴、纖維和其他機械雜質的介電系數ε比油的要大得多（纖維的ε=7，水的ε=80，而變壓器油的ε≈2.3），因此在電場作用下，雜質將被吸引到電場強度較大的區域，在電極間構成雜質“小橋”，從而使油的擊穿強度降低。如雜質足夠多，則還能構成貫通電極間隙的“小橋”，流過較大的泄漏電流，使之強烈發熱，并使油和水局部沸騰和氣化，結果擊穿就沿此“氣橋”而發生。下面分別分析影響絕緣油擊穿電壓的各主要因素。 (1)測量絕緣油擊穿強度時采用的電極材料、電極形狀和電極面積對油的絕緣強度有影響。根據試驗數據得知，在同樣的試驗條件下，不同電極材料測量的同種油樣絕緣強度的排列順序為Fe<黃銅<Pb<Cu<Al<Au<Zn<Ag，即采用鐵電極測得值最低，而采用銀電極的測得值最高。若按金屬的導熱性排序，則可得到排列順序為Pb<Fe<黃銅<Zn<Al<Au<Cu<Ag?？梢钥闯?，除個別例外，大體上絕緣強度是隨電極金屬導熱性增加而提高的。 通常是用黃銅而不是用紫銅來制造電極，因為紫銅容易在表面上生成一層氧化膜；而在變壓器中實際采用的材料卻是純銅（紫銅），而不是黃銅（銅鋅合金）。研究這兩種材料制造的標準電極測得的變壓器油絕緣強度如表所示?？梢钥闯?，純銅電極的測得值比黃銅電極的測得值高，二者相差不超過10%～15%。因此可以說，采用黃銅電極比用純銅電極的試驗條件更嚴格。 表 電極材料對油絕緣強度的影響 此外，電極形狀、電極尺寸、電極之間的距離以及油杯的形狀和容量都對擊穿電壓有影響。研究表明，球形電極對油質最敏感；其次是平板式電極；而一種所謂“臺階式塔形電極”，由于建立起的電場極不均勻，所以幾乎看不出油質污染對絕緣強度的影響。圓盤電極邊緣若不是圓弧而是存在尖銳的棱角，則對絕緣強度有很大影響，這是由于油中極性雜質將被吸引到這些局部高場強的地方，從而減輕了油的不均勻性。因此，電極邊緣有棱角時，受潮油的絕緣強度總是比均勻電場時偏高。 |
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