本文主要介紹在氣體介質(zhì)中加強(qiáng)絕緣的方法及其在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或測(cè)試中的應(yīng)用。先，讓我簡(jiǎn)要介紹一下絕緣的概念。大學(xué)里，我得知鐵和銅等金屬導(dǎo)體是導(dǎo)電的，塑料和橡膠等非導(dǎo)電物體是絕緣體。時(shí)，人們了解到：非導(dǎo)電物體是隔離的。種理解不能混淆。過(guò)對(duì)絕緣的深入了解，我們知道所有電介質(zhì)的電阻都是有限的。過(guò)一定的限制，任何電介質(zhì)將逐漸失去其原始的絕緣性能，甚至分解并變?yōu)閷?dǎo)電性。句話說(shuō)，絕緣是相對(duì)的。對(duì)于中壓設(shè)備尤其重要。中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備為例。是類似于長(zhǎng)方體的機(jī)柜，其中包含許多高壓組件，例如斷路器，母線，CT，PT，S.A。然，從絕緣的角度來(lái)看，要確保這些組件的相對(duì)相位，相位和地面滿足絕緣要求，必須有一定的距離。
　　如，DL / T593有規(guī)定：10 kV開(kāi)關(guān)柜中的導(dǎo)體與大地之間的間隙要求≥125 mm；但是，現(xiàn)代設(shè)備的設(shè)計(jì)趨勢(shì)必須向小型化發(fā)展。地的經(jīng)濟(jì)價(jià)值越來(lái)越高，特別是在發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)。戶希望為這些中壓配電板使用盡可能小的空間。狹小的空間內(nèi)安裝大量部件，如何保證這些部件的絕緣要求是一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題，必須予以認(rèn)真對(duì)待，否則會(huì)損壞設(shè)備并嚴(yán)重危害人身安全。際上，除了增加間距之外，還有許多其他方法可以有效地改善絕緣性。這里，我們專門(mén)介紹增強(qiáng)隔離氣態(tài)介質(zhì)的方法。為對(duì)于中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，主要的絕緣介質(zhì)是氣體。測(cè)試或操作過(guò)程中，許多絕緣問(wèn)題也與氣體介質(zhì)有關(guān)。論研究表明，有兩種方法可以增強(qiáng)對(duì)氣體介質(zhì)的隔離：（1）每個(gè)人都熟悉改善電場(chǎng)以使其均勻分布的過(guò)程，以及（2）減弱或減弱電場(chǎng)的作用。制氣態(tài)介質(zhì)中的電離。兩種方法在我們的設(shè)備中有許多應(yīng)用。電場(chǎng)分析的形式，自然會(huì)產(chǎn)生均勻電場(chǎng)，輕微不均勻電場(chǎng)和極不均勻電場(chǎng)這三個(gè)例子。均勻電場(chǎng)中，由于電場(chǎng)強(qiáng)度在各處均相等，因此氣隙的擊穿電壓在各處均相等。個(gè)例子是理想的，但是很難獲得實(shí)際應(yīng)用。二類輕微不均勻電場(chǎng)的特征氣隙與均勻電場(chǎng)的特征氣隙非常相似。能存在穩(wěn)定的電暈放電。旦發(fā)生局部放電，將導(dǎo)致整個(gè)氣隙破裂。三類極不均勻電場(chǎng)的例子實(shí)際上是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)板電極。們的擊穿電壓遠(yuǎn)低于前面兩種類型的電場(chǎng)的擊穿電壓，并且它們具有顯著的極性效應(yīng)，也就是說(shuō)，正極的擊穿電壓小于負(fù)極性。這三個(gè)例子中，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電極的曲率半徑變得越來(lái)越小時(shí)，電場(chǎng)的不均勻程度就變得更大，擊穿電壓的分散也會(huì)變得更大。
　　端附近是最不平坦的地方，絕緣性最弱。空氣為例，看看由電場(chǎng)不等式引起的差異：在均勻電場(chǎng)下空氣的擊穿電壓曲線類似于一條直線。常空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)度約為30 kV / cm。果將設(shè)備設(shè)計(jì)為具有均勻電場(chǎng)的理想設(shè)備，則抗沖擊強(qiáng)度為75 kV，可以計(jì)算出，只要25 mm加上30 mm的余量就足以滿足絕緣要求。管這些數(shù)據(jù)是在理想條件下獲得的，但它們也表明仍有改進(jìn)的空間。后查看在稍微不均勻的電場(chǎng)下的特性曲線。穿電壓已經(jīng)下降，并且不隨捆包直徑的減小而變化。著均勻度的增加，減小變得更加明顯。于極不均勻的電場(chǎng)，例如“桿板”氣隙，這里是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。于距離不超過(guò)10 cm的氣隙，負(fù)直流擊穿場(chǎng)的強(qiáng)度約為20 kV / cm；正極性僅為7.5 kV / cm。是一個(gè)補(bǔ)充：以前的測(cè)試數(shù)據(jù)是通過(guò)模擬正常狀態(tài)（即20度和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）獲得的。際工程應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)條件很復(fù)雜：對(duì)于僅氣體的電介質(zhì)隔離，壓力，濕度和溫度必然會(huì)影響擊穿電壓。三月和四月的南部老雨一樣，空氣濕度很高。前，安裝在CT安裝現(xiàn)場(chǎng)且實(shí)驗(yàn)室隔熱余量較小的隔熱墻的隔熱壓力測(cè)試未通過(guò)的可能性比平常高。
　　后，看一下改善電氣柜中電場(chǎng)分布的應(yīng)用。一點(diǎn)：如上所述，增加電極的曲率半徑可以減少電場(chǎng)的不平等。如ABB開(kāi)關(guān)柜的中壓母線和銅排的倒角。二點(diǎn)：使用盾牌增加曲率半徑。是一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：對(duì)于“桿-板”示例，兩極之間的距離為100cm，并且在兩極末端安裝了直徑為75cm的球，可使擊穿電壓加倍。ABB中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備接地開(kāi)關(guān)的屏蔽電極是這種類型的典型應(yīng)用。如，開(kāi)關(guān)設(shè)備Unigear ZS3.2 40.5 kV，最早沒(méi)有屏蔽電極時(shí)，它在耐壓測(cè)試中會(huì)在32 s內(nèi)分解電壓為98 kV，并且通過(guò)187 kV耐壓測(cè)試的閃光燈有2個(gè)故障；加入屏蔽電極后，在100kV頻率下無(wú)故障閃絡(luò)試驗(yàn)1分鐘。199kV雷電沖擊試驗(yàn)，無(wú)故障和閃絡(luò)15次。于導(dǎo)體的對(duì)稱性，在中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中有很多設(shè)計(jì)。四點(diǎn)：消除電極表面的毛刺和銳角。于實(shí)驗(yàn)室工程師來(lái)說(shuō)，這是最明顯的經(jīng)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行耐壓測(cè)試，如果在電氣柜的CT上發(fā)生火花放電，檢查工程師會(huì)擦拭CT的表面，而無(wú)需任何其他明顯的判斷。是由銀塵或粉末引起的。種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在舞臺(tái)上。了上述改善電場(chǎng)分布的方法外，還有另一種加強(qiáng)絕緣的方法是抑制氣態(tài)介質(zhì)的電離。隙放電是一個(gè)復(fù)雜的物理過(guò)程，幾乎是一個(gè)操作過(guò)程：空氣中一些不可見(jiàn)且不可觸摸的射線（例如X射線和伽馬射線）可以激發(fā)氣體原子中的電子。脫原子核的鍵所以有一對(duì)正離子和電子盡管很少見(jiàn)，但確實(shí)存在。究表明，每立方厘米的正常空氣中通常存在500至1，000對(duì)這些帶正電和帶負(fù)電的粒子。些帶電粒子在低壓的作用下進(jìn)行定向運(yùn)動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與氣體分子發(fā)生碰撞。果動(dòng)能足夠大，則分子中的電子可以從分子中提取為新的自由電子。些電子和離子的定向運(yùn)動(dòng)最終構(gòu)成了電極之間的電流。電流在正常電壓下極微弱。試數(shù)據(jù)為10到19的負(fù)功率，這比人類的生物電要小得多，因此通常感覺(jué)不到。是，當(dāng)施加的電壓增加一段時(shí)間后，空間中的電場(chǎng)強(qiáng)度就足夠大了，剛才提到的碰撞電離將產(chǎn)生明顯的物理過(guò)程。

　　一電子在陽(yáng)極的運(yùn)動(dòng)中與氣體分子碰撞，并產(chǎn)生新的電子。們一起繼續(xù)向陽(yáng)極移動(dòng)，這將引起新的碰撞并產(chǎn)生更多的電子。是電子的崩潰。外，在高電場(chǎng)強(qiáng)度下，我們剛剛提到的由正離子撞擊陰極表面產(chǎn)生的新電子的數(shù)量足以保持初始電子，從而可以維持放電現(xiàn)象。有外部電離因素的參與氣流現(xiàn)象當(dāng)氣隙足夠長(zhǎng)時(shí)，大量的正負(fù)粒子會(huì)輻射光子，而這些輻射源會(huì)引起新的空間光電離。個(gè)理論很無(wú)聊。

　　我們看看示例的應(yīng)用如何驗(yàn)證理論分析。一點(diǎn)：高強(qiáng)度氣體。強(qiáng)電負(fù)性，易于捕獲自由電子以形成負(fù)離子，碰撞電離背后的罪魁禍?zhǔn)妆黄茐模烹娺^(guò)程無(wú)法維持。是，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，SF6的絕緣特性在均勻電場(chǎng)和極不均勻電場(chǎng)之間有很大差異。...和真空絕緣。

　　據(jù)我們剛剛進(jìn)行的分析，看來(lái)?yè)舸╇妷菏菬o(wú)限的，真空中沒(méi)有粒子，也不會(huì)生成電子。而，實(shí)際上，在陰極處發(fā)生強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射，從而產(chǎn)生金屬氣體和帶電粒子。外，當(dāng)真空距離較大時(shí)，電子設(shè)備...真空絕緣主要用于斷路器。二點(diǎn)是使用障礙。據(jù)先前的理論，已知的是，防止氣隙中的適當(dāng)障礙會(huì)阻礙帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，并且調(diào)節(jié)電場(chǎng)的空間分布會(huì)增加介質(zhì)的作用力。合絕緣效果顯著，是提高電阻的好方法。
　　是，并非所有具有良好絕緣性能的材料都可以用作復(fù)合絕緣材料。實(shí)際應(yīng)用中，還必須考慮其老化（包括熱老化和電老化），阻燃性，耐燃弧性，抗機(jī)械應(yīng)力性，介電損耗和其他因素。是為了改善電場(chǎng)的分布，或者為了消除氣態(tài)介質(zhì)的電離，已經(jīng)采取了許多措施，那么可以使用設(shè)計(jì)和制造的產(chǎn)品嗎？或這樣一句話：實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。
　　果該產(chǎn)品存在絕緣問(wèn)題，電纜那么在開(kāi)關(guān)設(shè)備在加電過(guò)程中損壞之前，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的絕緣最初不合格將為時(shí)過(guò)早。此，最后，需要進(jìn)行各種絕緣測(cè)試以檢查并輸入絕緣的狀態(tài)和性能。于結(jié)果的影響，隔離測(cè)試包括非破壞性和破壞性類型。電阻以外的其他電氣性能的無(wú)損檢測(cè)都是在較低的電壓下進(jìn)行的，或者通過(guò)其他不會(huì)破壞原始絕緣的方法進(jìn)行。壓測(cè)試和故障測(cè)試等破壞性性質(zhì)直接使用高壓來(lái)測(cè)試絕緣體承受各種過(guò)電壓的能力。

　　測(cè)試過(guò)程中，它可能對(duì)測(cè)試產(chǎn)品造成不可逆的局部損壞或整體損壞，這具有破壞性。了準(zhǔn)確而完整地掌握電氣設(shè)備的絕緣性能，兩種測(cè)試都是必不可少的。了避免不必要的損失，在破壞性測(cè)試之前要進(jìn)行非破壞性測(cè)試。關(guān)柜的一般工廠絕緣測(cè)試包括：一次測(cè)量2500 V的絕緣電阻，此方法簡(jiǎn)便易行，用途廣泛，可以有效地檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜的濕度。備，重大故障及其他問(wèn)題；部分放電已成為確定產(chǎn)品質(zhì)量和預(yù)防絕緣的性能測(cè)試的重要元素之一，可以有效地檢測(cè)局部絕緣故障。
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