P52 第二章 电气绝缘基础知识 电气设备的绝缘性能与所使用的绝缘介质性能密切相关。为了正确判断电气设备的绝缘状况,在对电气设备进行绝缘试验时,针对不同的绝缘介质所采用的试验手段也有不同的考虑。因此,电气试验人员必须了解有关电气绝缘的基础知识。本章介绍不同电气介质的绝缘性能及影响介质击穿的有关因素。 第一节 气体介质的绝缘特性 电力系统架空电力线路和电气设备的外绝缘通常采用空气间隙作为绝缘隔离。本节重点介绍空气间隙的击穿机理和影响空气间隙击穿电压的各种因素。除了空气间隙绝缘之外,还有一些特殊气体,例如 SF6(六氟化硫)气体。它们作为电气绝缘介质在开关设备中得到广泛使用,因此,对这一类气体的绝缘性能也作相应介绍。 一、空气间隙的击穿机理 1. 电离 如果没有外界影响,在通常情况下,气体是不导电的良好绝缘体。但是,由于受各种因素的影响,气体原子可能会出现电离(也称游离),形成自由电子和正离子,从而在空气中产生少量带电粒子。根据引起电离因素不同,有不同的电离形式。通常分为 1 碰撞电离、2 光电离、3 热电离和 4 表面电离。 碰撞电离——带电质点在强电场作用下高速运动,撞击中性气体分子引起的电离。 光电离——光辐射引起的气体原子的电离称为。 表面电离(或表面发射)——在外界因素作用下,电子可能从电极表面逸出。引起表面发射电子的因素有多种,例如在强电场作用下,可使阴极表面释放出电子;正离子快速运动碰撞阴极表面,也可能使阴极释放出电子;金属表面受到光照射也会放射电子。 热电离——是指气体热状态下引起的电离过程。例如,在高温下,气体质点高速运动,互相碰撞产生碰撞电离。此外,高温气体的热辐射也能引起光电离。 2. 空气间隙的击穿过程 由于受各种电离因素的影响,空气间隙中会产生少量带电粒子。在电场作用下,这些带电质点沿电场方向运动。如果空气间隙上施加的电压足够高,电场强度足够大,带电粒子的运动速度加快,出现强烈的碰撞电离,形成电子崩。由许多电子崩产生大量正负带电质点形成的游离通道称为“流注”。当流注发展到把空气间隙两极接通时,整个间隙随之击穿。 (1)碰撞电离。空气间隙中,处于电场中的带电质点,除了经常作不规则的热运动外,还受极间电压电场力的作用,沿电场方向运动,并不断加速积累动能。当所积累的动能达到足够数值,与其他中性气体分子(或原子)发生碰撞时,会使后者失去电子,形成新的自由电子和正离...