電氣擊穿電壓試驗設備絕緣的電擊穿與熱擊穿介紹

電學檢測儀器生產供應商：北京中航時代儀器設備有限公司

一、電氣設備絕緣的電擊穿：

    電氣設備的熱擊穿包含著一個熱傳遞過程，破壞往往是絕緣物整體或大面積。絕緣物接受大量熱能后，絕緣材料的化學性質發生變化，其破壞信息容易被我們感覺器官所接受的。而另一種擊穿，即絕緣的電擊穿，則比較隱蔽，它的擊穿往往為瞬時過電壓所致，多數發生在電壓等級比較高的電氣設備上，常見的雷電所造成的電擊穿。

    電擊穿的機理是：瞬時高電壓在固體絕緣薄處擊穿，形成一貫穿性的狹小通道，在這通道內折出碳的小顆粒。因電擊穿是肯定的不可逆的，由于瞬時高電壓作用，狹小通道擊穿所需能量及吸收的能量都不大，局部溫度還來不及向周圍擴散，電擊穿過程已結束了。

    電擊穿后的絕緣介質與擊穿以前完好的絕緣介質，從表面上看其形態是沒有區別的，這就容易給人們造成錯覺，即感覺上不認為絕緣材料已經擊穿了。較為典型的事例是：白光燈啟輝器中電容的擊穿，這是日常生活中常見的現象。日光燈燈管兩端發紅，就是啟不了輝，日光燈亮不起來。原因是啟輝器中的電容擊穿了，其擊穿是瞬時過電壓而造成的。

    擊穿過程是：當啟輝器中的氖氣管內的觸頭變冷斷開時，鎮流器產生很高自感電動勢，這一瞬間過電壓加在燈管兩端，同時也加到電容器兩端而造成電容被擊穿。你只要將啟輝器中電容取下，日光燈即可恢復正常發亮。我們仔細觀察該電容，是看不出有任何異常及有被破壞痕跡，但電容確實被擊穿而壞了。

    這里我們應當了解到，某些設備的電擊穿并不立即就能反映出其內部故障，而是要經歷了由電擊穿到熱擊穿后才明顯地反映出故障特征。如配電變壓器遭受雷擊，其首端匝間線圈絕緣出現電擊穿，起初很難發現有任何異常，待運行一段時間后發展到鄰近匝間或層間絕緣也擊穿，才明顯表現出故障的特征。由此可見，高壓設備的過電壓保護是設備安全運行的重要措施，所以高壓設備一定要設置絕緣擊穿保護。

二、電氣設備絕緣的熱擊穿：

    電氣設備都設計在額定負荷下工作的，若設備處于超負荷下運行就會造成設備溫度升高，而溫度上升會加快絕緣老化的速度，這個速度就與被稱為8℃理論有關。例如*絕緣的電設備，正常工作溫度長期在80℃時，絕緣壽命為40年;若長期工作溫度為88℃壽命只有20年;當工作溫度達104℃時，則壽命只有5年。所以電氣設備是不允許長期過負荷運行的，其根本原因就是考慮安全運行的使用壽命。

    電氣設備長期過負荷運行，因溫度上升而發熱，而發熱與絕緣壽命有關，當設備發熱能量不能及時擴散出去，久之必將造成絕緣的擊穿，稱之為熱擊穿。電氣設備運行中的發熱，對絕緣的破壞是一個相對緩慢過程，主要表現為絕緣的老化，化學性質也發生變化，當設備溫度不斷上升，會加速絕緣老化進程，直至絕緣性能的喪失。如我們常見到的某種使用過的塑料導線其外皮發硬發脆;又如橡膠絕緣導線經長期使用后，其外皮會開裂發粘，這實質上是過負荷發熱而造成絕緣的老化，當嚴重過熱將導致絕緣物碳化，絕緣物發黑而變成導體。當電氣設備額定電壓與供電電壓不符，也會引起絕緣擊穿。如將220kV單相設備接入兩相380V電源上，馬上就會嚴重發熱、冒煙，發出一股焦糊味。又如常見刀閘的固體絕緣物受熱，從刀閘背面流淌下來的情況，這是因為刀閘接觸不良或過負荷或金屬表面氧化而產生的。一般可正常工作的設備，其發熱多為外部因素引起的，反映到設備本身即是過負荷而發熱，經過長時間發熱就會出現絕緣熱擊穿而不能正常運行了

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