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      科普知識
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      內接式連接器

      組合絕緣的電氣強度

      發布日期:2022-11-05 點擊率:28

          對高壓電氣設備絕緣的要求是多方面的,除了必須有優異的電氣性能外,還要求有良好的熱性能、機械性能及其他物理化學特性,單一品種的電介質往往難以同時滿足這些要求,所以實際的絕緣結構一般不是采用某種單一的絕緣材料,而是由多種電介質組合而成。例如變壓器的外絕緣由套管的外瓷套和周圍的空氣組成,而其內絕緣更是由紙、布、膠木筒、聚合物、變壓器油等固體和液體介質聯合組成。

          組合絕緣結構的電氣強度不僅僅取決于所用的各種介質的電氣特性,而且還與各種介質的特性相互之間的配合是否得當大有關系。

          組合絕緣的常見形式是由多種介質構成的層疊絕緣。在外加電壓的作用下,各層介質承受電壓的狀況必然是影響組合絕緣電氣強度的重要因素。各層電壓最理想的分配原則是:使組合絕緣中各層絕緣所承受的電場強度與其電氣強度成正比。在這種情況下,整個組合絕緣的電氣強度最高,各種絕緣材料的利用最合理、最充分。

          各層絕緣所承受的電壓與絕緣材料的特性和作用電壓的類型有關。例如在直流電壓下,各層絕緣分擔的電壓與其絕緣電阻成正比,亦即各層中的電場強度與其電導率成反比;但在工頻交流和沖擊電壓的作用下,各層所分擔的電壓與各層的電容成反比,亦即各層中的電場強度與其介電常數成反比。由此可見,在直流電壓下,應該把電氣強度高、電導率大的材料用在電場最強的地方;而在工頻交流電壓下,應該把電氣強度高、介電常數大的材料用在電場最強的地方。

          將多種介質進行組合應用時,還應注意一個重要的原則,那就是使它們各自的優缺點進行互補,揚長避短,相輔相成。

          但是,實際的絕緣結構往往是很復雜的,上述各項原則常難以同時實現,例如在以浸漬紙作為絕緣的電纜中,電纜紙的介電常數和電氣強度都大于礦物油浸漬劑,但在交流電壓的作用下,紙層中分到的電場強度反而小于油層中的電場強度,因而是不合理和不利的,但因浸漬處理能消除紙中的空隙、氣泡等,所以必須采用這樣的工藝措施。相反地,在直流電壓作用下,由于這時的電壓分布取決于介質的電導率(為反比關系),紙的電導率遠小于油的電導率,因而電氣強度較大的紙層分擔的電場強度也較大,這顯然是合理和有利的電壓分布狀況。

          還應指出,在組合絕緣結構中,各部分的溫度可能有較大的差異,所以在探討組合絕緣中的電壓分布問題時,還必須注意溫度差異對各種絕緣材料電氣特性和電壓分布的影響。


      (慧樸科技,huiputech)

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