提高固體擊穿電壓的方法與具體措施

【模塊描述】本模塊介紹提高固體電介質擊穿電壓的方法。通過功能概述、要點歸納，掌握提高固體絕緣介質的擊穿電壓常用方法和措施。

【正文】

一、提高固體擊穿電壓的方法

(1)改進制造工藝，使介質盡可能做到均勻致密。

(2)改進絕緣設計，使電場分布均勻。

(3)改善絕緣的運行條件。

二、提高固體擊穿電壓的具體措施

(1)通過精選材料、改善工藝、真空干燥、加強浸漬(油、膠、漆等)，以清除固體電介質中殘留的雜質、氣泡、水分等。

如電力電容器內部的浸漬劑主要作用是填充固體絕緣介質的空隙，以提高介質的耐電強度，改善局部放電特性和增強散熱冷卻的能力。由于電容器絕緣介質的工作電場強度較高，同時冷卻條件較差，因此對浸漬劑的技術性能要求較高。目前采用表面粗化薄膜，并在高真空下浸漬而形成的全膜電容器已廣泛應用。

紙絕緣電纜在運行過程中，由于黏性浸漬劑的熱膨脹系數大，在負荷、溫度有變動體積改變明顯，而鉛鋁護套受熱后冷卻難以恢復原有尺寸，絕緣內部容易形成氣隙。故黏性浸漬電纜僅適用于35kV以下的交流系統。

更高電壓的油紙電纜選用黏度較低的電纜油浸漬，并加以油壓，以減小油中氣隙，提高絕緣強度。由于薄紙的電氣強度高，通常包纏用的紙帶改用0.045～0.075mm的薄紙來代替常用的0.12mm厚的電纜紙。隨著絕緣材料的發展，有用烷基苯等合成油來代替電纜油，用薄膜一纖維合成紙來代替電纜紙。

(2)采取合理的絕緣結構。使各部分絕緣的耐電強度與其承受的場強相匹配：改善電極形狀及表面光潔度，使電場分布均勻；改善電極與絕緣體的接觸狀態，消除接觸處的氣隙或使接觸處的氣隙不承受電位差，如用半導體漆。

帶絕緣(總包絕緣)的二相交流電纜方式，電場屬非同軸圓柱分布，平行于紙層方向將出現較強的切線分量，從而容易出現滑閃放電。故10kV以上的三芯電纜不用帶絕緣結構而改用分相鉛包(或屏蔽)的，若線芯及金屬護層表面均光滑，其間絕緣層中的電場分布近于同軸圓柱體電場，電場分布較為均勻。

交流110kV及以上的高壓套管常用電容式套管，它是在導電桿上包以多層絕緣紙構成，在層間按設計要求位置加有鋁箔，以起到均壓作用。

油浸式變壓器中常用的絕緣紙有兩種：1電纜紙(通常用0.08～0.12mm厚)，主要用于導線絕緣、層間絕緣及引線絕緣等；2更薄的電話紙和更柔軟的皺紋紙有利于包緊出線頭、引線等。絕緣紙板常用作繞組間的墊塊、隔板等，或制成絕緣筒及對鐵軛的角環等。在電場很不均勻的區域，如對鐵軛或高壓引線絕緣，也采用由紙漿制成合適形狀的絕緣成型件，以改善電場分布，防止發生沿面滑閃放電。通常變壓器繞組與鐵軛間的電場不如繞組中部均勻，故高壓進線布置在繞組中部，若需將高壓引線(或自耦變壓器的中壓引線)安置在繞組端部時，需要加進靜電板以改善繞組近端部處的電場分布。靜電板是在絕緣環上用金屬帶包纏成一個具有較大曲率半徑的不閉合金屬環，再包以很厚的絕緣層。

(3)在運行中，注意防止塵污、防潮和有害氣體的侵蝕，加強散熱冷卻，如自然通風、強迫通風、氫冷、油冷、水內冷等措施。如油、紙絕緣的配合使用，可以彌補各自缺點，顯著增強絕緣性能，但紙纖維為多孔性的極性介質，極易吸收水分，即使經過干燥油浸處理仍會吸潮。因此，在出廠前變壓器內纖維的含水量應降低到0.3%~~0.5%，在現場如需吊芯，務必選擇晴朗干燥天氣，盡量縮短暴露時間。對于長期停運的變壓器在重新投入前，需檢查是否受潮，有時還可先預熱干燥后再投入運行。

【思考與練習】

1.說明提高固體電介質擊穿電壓的措施。

2.為什么用在電極上半導體漆可以提高固體電介質擊穿電壓？