提高液體介質擊穿電壓的措施
對工程上使用的液體介質,可考慮以下方法。
(1)過濾與干燥:為除去油中水分、有機酸、纖維等雜質,常用壓濾機過濾,或加吸附劑(白土、硅膠)處理。
為防止受潮,在大型變壓器呼吸器內裝干燥劑,或充氮保護和在油枕中用塑料氣囊使油面不與空氣直接接觸:
(2)祛氣:為除去油中氣泡的影響,可采用此法,但對密封不嚴運行中的變壓器作用不大。
(3)為消除纖維帶來的導電小橋的危害,廣泛采用油—固體組合絕緣,分下面三種情況。
1.覆層的作用
在稍不均勻電場中曲率半徑較小的電極上,常樓蓋以薄電纜紙或黃蠟布,或涂以漆膜。如圖2-17(a)所示(對稱電極時兩個電極均應覆蓋),覆蓋雖然很薄(零點兒米以下)。但它卻限制了泄漏電流,陽止了雜質“小橋"的發展,使工頻下擊穿電壓顯著提高,分散性也明顯下降。例如擊穿電壓在均勻電場中可提高70%~100%,在極不均勻電場中可提高10%~15%。因此,在充油的電力設備中極少采用裸導線。
2 絕緣層
如圖2-17(b)所示,在不均勻電場曲率半徑小的電極上,包以較厚的電纜紙或黃蠟布的固體絕緣層,它有一定厚度。故還可承受一定電壓,改變油中電場分布,該絕緣層可使絕緣強度降低,提高整個間隙的工頻擊穿電壓,如變壓器引線上包的厚絕緣層及屏蔽線匝上的絕緣等:
3. 屏障
如圖2-17(c)所示,在油隙中放置尺寸較大(與電極尺寸相適應)厚度在1-3mm的層壓紙板或層壓布板屏障,它既能阻止雜質“小橋"的形成,又能如氣體介質中那樣;當電極曲率小處先發生游離時,離子積聚在屏障一側,使屏障與另一電極間電場變得均勻,從而使間隙的放電電壓提高。屏障在極不均勻電場中效果,如圖2-18中,BB’為屏障,A、CC’為電極,當a/d≤0.4時,工頻擊穿電壓可達無屏障時的兩倍或更高。在均勻或稍不均勻電場中,屏障也有提高擊穿電壓的作用,這時其主要作用是妨礙了雜質在電極間移動形成通路。所以在充油套管、多油斷路器、變壓器等充油設備中都廣泛采用屏障絕緣。
4.多重屏障
多重屏障將原來的油間隙分割成較小的間隙,如圖2-17(e)所示,當間隙愈短時,擊穿不易形成和發展,而短間隙的擊穿場強較長間隙高,這樣就可提高整個間隙的擊穿電壓。我國生產的電力變壓器中已廣泛采用這種薄紙筒,小油道的絕緣結構,可大大縮小變壓器的尺寸。
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