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电气装置绝缘失效的原因及预防措施

2012-06-08 14:48
Timeless落尘
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  1.由击穿引起的绝缘失效

  (1)气体的击穿

  当电场强度超出一定值时,会造成间隙击穿。如果间隙过小,也会使电场强度增加而造成气体击穿。常见的有,电容器因施加电压过高而击穿,因电线裸露而产生的电火花,闭合开关时产生的电弧,出现这些情况均说明其气体电介质不再具有绝缘性能。

  (2)液体电介质的击穿

  液体电介质的电气强度比标准状态下气体的要高得多。若油中含有水分等杂质后,其电气强度将严重下降,极易发生击穿现象。

  (3)固体电介质的击穿

  固体电介质的击穿形式有:电击穿、热击穿和电化学击穿。同一种电介质在不同的外界条件下,可以发生不同的击穿形式。

  ①电击穿。由于外电场的存在,电离电子在强电场中积累起足够能量,使其相互间发生碰撞导致电击穿。其特点是过程快,击穿电压高。

  ②热击穿。击穿电压随温度和电压作用时间的延长而迅速下降,这时的击穿过程与电介质中的热过程有关,称为热击穿。环境温度和电压作用时间增加,热击穿电压下降;电介质厚度增加,平均击穿场强将下降。

  ③电化学击穿。在电场作用下,电介质中可能因此而发生化学变化,不可逆地逐渐增大了电介质的电导,最后导致击穿,称为电化学击穿。由于化学变化通常导致介质损失增加,因而电化学击穿的最终形式常是热击穿。

  (4)沿面击穿

  在实际的绝缘结构中,固体介质周围往往有气体或液体介质,击穿常常沿着两种电介质交界面并在电气强度较低的一侧发生,称为沿面击穿。沿面击穿电压比单一介质击穿电压要低。电容器电极边缘,电机线(棒)端部绝缘体很容易发生沿面放电,对绝缘的损害很大。

  2.老化引起的绝缘失效

  (1)热老化

  以电缆、导线为例,随着温度升高,绝缘体变软,其抗剪强度就会丧失。在高温下如果被其他物体挤压,则绝缘体有可能会发生塑变甚至使导体外露最终酿成短路;当温度超过绝缘体的额定值时,将导致绝缘退化(寿命缩短),还可能造成塑变或炭化,引起过度退化;因过热而老化并硬化的绝缘体如受到弯曲,就有可能出现裂纹。若温度低于绝缘体的额定值时,如果冷导线或电缆受到剧烈弯曲或冲击时,绝缘体也会破裂。

  线圈短路、烧坏以及绝缘下降在很大程度上皆是由于热老化而引起的。开关所受的化学作用会随高温而加速,开关触点和接地之间的绝缘电阻会随温度升高而降低。高温还会使触点和开关机构的腐蚀速度加快。

  (2)电气老化

  当绝缘材料承受高压电场时,绝缘材料的表面或内部空隙会发生放电。屡次放电所产生的离子电弧和离子运动将严重侵蚀绝缘材料,使其绝缘性能下降。

  (3)环境因素引起的老化

  电机周围有灰尘、腐蚀性气体、水分、附着的油类和放射线等,使其加速老化。

  由于杂质离子的存在更容易产生离子电流和发生离子碰撞,因此一般的电线等导体表面会加防护套或涂防护漆,一方面起绝缘作用,另一方面可以保护导体不受周围灰尘、气体的侵蚀。

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