變(biàn)压器絕緣材料概論

　　絕緣材料是(shì)變(biàn)压器中(zhōng)最(zuì)重(zhòng)要(yào)的(de)材料之(zhī)一(yī)，其(qí)性(xìng)能(néng)及(jí)質(zhì)量(liàng)直(zhí)接影響變(biàn)压器運行的(de)可(kě)靠性(xìng)和(hé)變(biàn)压器使用壽命。近年(nián)来(lái)，變(biàn)压器産品所(suǒ)采用的(de)新(xīn)絕緣材料层(céng)出(chū)不(bù)窮。

　　1、變(biàn)压器絕緣材料概述。

　　随着科學(xué)技術(shù)的(de)迅速發(fà)展(zhǎn)，電(diàn)機(jī)、變(biàn)压器等電(diàn)气(qì)設備的(de)應(yìng)用日益广泛。而(ér)變(biàn)压器運行的(de)可(kě)靠性(xìng)和(hé)使用壽命卻在(zài)很大(dà)程度(dù)上(shàng)取(qǔ)決于(yú)其(qí)所(suǒ)使用的(de)絕緣材料。絕緣材料越来(lái)越为(wèi)從事(shì)變(biàn)压器設計(jì)和(hé)制造人員所(suǒ)重(zhòng)視。

　　近二(èr)十(shí)年(nián)来(lái)，變(biàn)压器絕緣材料方(fāng)面(miàn)的(de)新(xīn)産品、新(xīn)技術(shù)、新(xīn)理(lǐ)論不(bù)斷地(dì)湧現(xiàn)和(hé)發(fà)展(zhǎn)，從而(ér)使變(biàn)压器絕緣材料及(jí)其(qí)應(yìng)用形成(chéng)了一(yī)門(mén)很重(zhòng)要(yào)的(de)學(xué)科。

　　1.1 絕緣材料概論

　　絕緣材料又稱電(diàn)介質(zhì)，是(shì)電(diàn)阻率高(gāo)、導電(diàn)能(néng)力低(dī)的(de)物(wù)资。絕緣材料可(kě)用于(yú)隔離带(dài)電(diàn)或(huò)不(bù)同(tóng)電(diàn)位(wèi)的(de)導體(tǐ)，使電(diàn)流按一(yī)定(dìng)方(fāng)向流通(tòng)。在(zài)變(biàn)压器産品中(zhōng)，絕緣材料還(huán)起(qǐ)着散热(rè)、冷(lěng)卻、支撐、固定(dìng)、灭弧、改善電(diàn)位(wèi)梯(tī)度(dù)、防潮(cháo)、防霉和(hé)保護導體(tǐ)等作(zuò)用。

　　絕緣材料按電(diàn)压等級分(fēn)類(lèi)：一(yī)般分(fēn)为(wèi)：Y(90℃)、A(105)、E(120℃)、B(130℃)、F(155℃)、H(180℃)、C(大(dà)于(yú)180℃)。

　　變(biàn)压器絕緣材料的(de)耐热(rè)等級是(shì)指絕緣材料在(zài)變(biàn)压器所(suǒ)允許承受的(de)最(zuì)高(gāo)温(wēn)度(dù)。如(rú)果(guǒ)正(zhèng)确地(dì)使用絕緣材料，就(jiù)能(néng)保證材料20年(nián)的(de)使用壽命。否則就(jiù)会(huì)依據(jù)8℃定(dìng)律(A級絕緣温(wēn)度(dù)每升(shēng)高(gāo)8℃，使用壽命降低(dī)一(yī)半、B級絕緣是(shì)10℃，H級是(shì)12℃。这(zhè)一(yī)規律被(bèi)稱为(wèi)热(rè)老(lǎo)化的(de)8℃規律)降低(dī)使用壽命。由高(gāo)聚物(wù)组成(chéng)的(de)絕緣材料的(de)耐热(rè)性(xìng)一(yī)半比無機(jī)電(diàn)介質(zhì)低(dī)。

　　絕緣材料性(xìng)能(néng)與(yǔ)其(qí)分(fēn)子组成(chéng)和(hé)分(fēn)子結構密切(qiè)相關(guān)。

　　變(biàn)压器絕緣材料品種(zhǒng)很多(duō)，按其(qí)形态一(yī)般可(kě)分(fēn)气(qì)體(tǐ)絕緣材料、液體(tǐ)絕緣材料和(hé)固體(tǐ)絕緣材料。

　　2、變(biàn)压器絕緣材料電(diàn)器性(xìng)能(néng)的(de)四(sì)个(gè)基本(běn)參数。

　　變(biàn)压器絕緣材料電(diàn)气(qì)性(xìng)能(néng)的(de)四(sì)个(gè)基本(běn)參数包(bāo)括絕緣電(diàn)阻、介電(diàn)系(xì)数、介質(zhì)損耗因(yīn)数和(hé)絕緣強(qiáng)度(dù)。

　　2.1 絕緣電(diàn)阻

　　2.1.1 絕緣電(diàn)阻的(de)概念

　　絕緣材料的(de)電(diàn)阻是(shì)指絕緣材料在(zài)直(zhí)流電(diàn)压的(de)作(zuò)用下(xià)，加压时(shí)間(jiān)較长，且(qiě)使線(xiàn)路(lù)上(shàng)的(de)充電(diàn)電(diàn)流和(hé)吸收(shōu)電(diàn)流消失，只(zhī)有(yǒu)漏電(diàn)電(diàn)流通(tòng)过(guò)时(shí)的(de)電(diàn)阻值/一(yī)般規定(dìng)为(wèi)電(diàn)压加上(shàng)一(yī)分(fēn)鐘(zhōng)后，所(suǒ)測得的(de)電(diàn)阻值即絕緣電(diàn)阻值。对(duì)于(yú)高(gāo)電(diàn)压大(dà)容量(liàng)的(de)變(biàn)压器，測量(liàng)絕緣電(diàn)阻时(shí)規定(dìng)为(wèi)加压10分(fēn)鐘(zhōng)。

　　2.1.2 影響絕緣電(diàn)阻的(de)因(yīn)素

　　2.1.2.1 温(wēn)度(dù)與(yǔ)絕緣電(diàn)阻的(de)關(guān)系(xì)

　　随着温(wēn)度(dù)的(de)升(shēng)高(gāo)，電(diàn)阻率呈指数下(xià)降，这(zhè)是(shì)因(yīn)为(wèi)當温(wēn)度(dù)升(shēng)高(gāo)时(shí)，分(fēn)子热(rè)運動(dòng)加劇，分(fēn)子得平均動(dòng)能(néng)增大(dà)，使分(fēn)子動(dòng)能(néng)达(dá)到(dào)活化能(néng)得幾(jǐ)率增加，離子容易轉(zhuǎn)移。

　　2.1.2.2 湿(shī)度(dù)與(yǔ)絕緣電(diàn)阻得關(guān)系(xì)

　　水(shuǐ)分(fēn)浸入電(diàn)介質(zhì)中(zhōng)，增加了導電(diàn)離子，又能(néng)促進(jìn)雜質(zhì)及(jí)极性(xìng)分(fēn)子離解(jiě)。因(yīn)此(cǐ)絕緣材料随着湿(shī)度(dù)增大(dà)而(ér)下(xià)降，尤其(qí)是(shì)絕緣紙(zhǐ)或(huò)絕緣紙(zhǐ)板得絕緣電(diàn)阻下(xià)降的(de)幅度(dù)更(gèng)大(dà)。

　　電(diàn)介質(zhì)表(biǎo)面(miàn)水(shuǐ)分(fēn)对(duì)其(qí)表(biǎo)面(miàn)電(diàn)阻影響很靈敏，離子晶體(tǐ)极性(xìng)材料等親水(shuǐ)物(wù)资对(duì)水(shuǐ)的(de)吸引力大(dà)于(yú)水(shuǐ)分(fēn)子間(jiān)的(de)內(nèi)聚力，表(biǎo)面(miàn)連(lián)續的(de)水(shuǐ)层(céng)降低(dī)表(biǎo)面(miàn)電(diàn)阻。因(yīn)此(cǐ)電(diàn)器設備由于(yú)受潮(cháo)引起(qǐ)絕緣電(diàn)阻降低(dī)，造成(chéng)漏電(diàn)電(diàn)流过(guò)大(dà)而(ér)損坏設備。

　　2.1.2.3 雜質(zhì)與(yǔ)絕緣電(diàn)阻的(de)關(guān)系(xì)

　　電(diàn)介質(zhì)的(de)雜質(zhì)直(zhí)接增加了導電(diàn)離子，使電(diàn)阻下(xià)降，雜質(zhì)又容易混入极性(xìng)材料中(zhōng)，促進(jìn)极性(xìng)分(fēn)子離解(jiě)使導電(diàn)離子更(gèng)多(duō)。

　　電(diàn)介質(zhì)表(biǎo)面(miàn)受雜質(zhì)污染，並(bìng)吸附水(shuǐ)分(fēn)会(huì)使表(biǎo)面(miàn)電(diàn)阻率迅速下(xià)降、絕緣材料的(de)絕緣電(diàn)阻是(shì)反映材料中(zhōng)雜質(zhì)多(duō)少(shǎo)的(de)最(zuì)靈敏的(de)參数之(zhī)一(yī)。在(zài)絕緣材料的(de)标(biāo)準中(zhōng)常常用測量(liàng)體(tǐ)積電(diàn)阻率的(de)方(fāng)法来(lái)衡量(liàng)絕緣材料的(de)雜質(zhì)含量(liàng)，为(wèi)了保證絕緣材料的(de)絕緣水(shuǐ)平，絕緣材料廠(chǎng)必须嚴格地(dì)控制生(shēng)産环(huán)境的(de)潔淨度(dù)。

　　2.1.2.4 電(diàn)场(chǎng)強(qiáng)度(dù)與(yǔ)絕緣電(diàn)阻的(de)關(guān)系(xì)

　　在(zài)電(diàn)场(chǎng)強(qiáng)度(dù)不(bù)太高(gāo)的(de)情(qíng)況下(xià)，電(diàn)场(chǎng)強(qiáng)度(dù)对(duì)離子的(de)轉(zhuǎn)移能(néng)力和(hé)对(duì)電(diàn)阻率的(de)影響都很小。當電(diàn)场(chǎng)強(qiáng)度(dù)增高(gāo)时(shí)，離子的(de)遷移能(néng)力随電(diàn)场(chǎng)強(qiáng)度(dù)升(shēng)高(gāo)而(ér)增加，使電(diàn)阻率下(xià)降，當電(diàn)场(chǎng)強(qiáng)度(dù)升(shēng)高(gāo)到(dào)使電(diàn)介質(zhì)臨近擊穿时(shí)，由于(yú)出(chū)現(xiàn)大(dà)量(liàng)電(diàn)子遷移，使電(diàn)阻率呈指数下(xià)降。

　　2.2 介質(zhì)損耗

　　2.2.1 電(diàn)介質(zhì)損耗

　　在(zài)交流電(diàn)压作(zuò)用下(xià)，電(diàn)介質(zhì)中(zhōng)部(bù)分(fēn)電(diàn)能(néng)将轉(zhuǎn)變(biàn)为(wèi)热(rè)能(néng)，这(zhè)部(bù)分(fēn)能(néng)量(liàng)叫做介質(zhì)損耗，它(tā)主(zhǔ)要(yào)是(shì)由導電(diàn)和(hé)缓慢(màn)松弛极化引起(qǐ)的(de)，它(tā)又是(shì)導致(zhì)電(diàn)介質(zhì)發(fà)生(shēng)電(diàn)擊穿的(de)根(gēn)源。通(tòng)常把(bǎ)單位(wèi)时(shí)間(jiān)內(nèi)消耗的(de)能(néng)量(liàng)叫做介質(zhì)損耗功率

　　2.2.2電(diàn)介質(zhì)損耗的(de)形式

　　分(fēn)为(wèi)：遊離損耗、偶极損耗、電(diàn)導損耗、不(bù)均勻介質(zhì)損耗

　　2.3 絕緣老(lǎo)化

　　2.3.1 絕緣老(lǎo)化的(de)概念

　　在(zài)電(diàn)气(qì)設備運行过(guò)程中(zhōng)由于(yú)长期(qī)受各(gè)種(zhǒng)因(yīn)素作(zuò)用，絕緣材料發(fà)生(shēng)一(yī)系(xì)列不(bù)可(kě)逆的(de)化學(xué)、物(wù)理(lǐ)變(biàn)化，從而(ér)導致(zhì)了電(diàn)气(qì)性(xìng)能(néng)和(hé)機(jī)械性(xìng)能(néng)的(de)劣化，这(zhè)種(zhǒng)不(bù)可(kě)逆的(de)變(biàn)化通(tòng)常稱为(wèi)老(lǎo)化。

　　絕緣老(lǎo)化分(fēn)为(wèi)热(rè)老(lǎo)化、环(huán)境老(lǎo)化和(hé)電(diàn)老(lǎo)化。造成(chéng)老(lǎo)化的(de)因(yīn)素有(yǒu)热(rè)、電(diàn)、光(guāng)、氧、輻射線(xiàn)及(jí)微生(shēng)物(wù)等。