液体和固体的绝缘特性-固体电介质的绝缘特性(高电压技术)

电介质绝缘特性固体电介质的老化

电气设备中的绝缘在长期运行过程中会发生一系列物理变化和化学变化，致使其电气、机械及其他性能逐渐劣化，这种现象统称为绝缘的老化。固体介质的老化可分为电老化、热老化和环境老化三类。一、固体电介质的老化(一)电老化

电介质在电场的长期作用下，其耐电强度逐渐降低的现象称为电老化。电老化主要由介质中的局部放电所引起。

局部放电引起介质老化的原因大致有以下几个方面：1.放电产生的带电质点撞击气泡或气隙壁使介质的分子结构遭到破坏，造成裂解。2.带电质点撞击气泡或气隙壁引起介质局部的温度升高，造成热裂解或促进氧化裂解，还可能因气隙体积膨胀而使固体绝缘开裂、分层。

3.局部放电过程中会产生、、等活性气体，有水分时还会产生硝酸、草酸等，它们对绝缘有氧化和腐蚀作用。4.局部放电会产生高能射线，引起高聚物裂解；还会使某些固体介质的分子间产生交联，导致介质发脆。(二)热老化

电介质在热的长期作用下发生化学反应，从而使其电气性能和其他性能逐渐变差，这一现象称为热老化。

热老化的特征主要表现为：介质失去弹性、变硬、变脆，发生龟裂；机械强度降低；介质变软、发黏；介质的电气性能下降。(三)环境老化

绝缘从周围环境中吸收的水分、氧气等的作用及环境中各种射线的作用使介质的绝缘性能降低的现象称为环境老化。

环境老化主要对暴露在户外大气条件下的有机绝缘物影响较大，如导线绝缘、有机合成绝缘子等，所以环氧浇注绝缘子通常可用于户内，却不能用于户外。

通过本知识点的学习，使学生了解固体电介质的老化定义，掌握固体电介质的老化类型，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性固体电介质击穿电压与液体、气体的区别一、固体电介质击穿场强高

固体电介质击穿场强一般比气体和液体电介质高，在均匀电场中，云母的工频击穿场强可达2000～3000kV/cm，而空气的约为30kV／cm，变压器油的约为120～200kV/cm。二、固体电介质绝缘具有不可恢复性

固体电介质的击穿通常是一种不可逆的变化过程，击穿以后在介质中留下有不能恢复的痕迹，如贯穿两极间的熔洞、烧穿的孔道、裂开等，即使去掉外施电压，也不像气体、液体电介质那样能自己恢复绝缘性能。三、固体电介质具有累积效应

固体介质在冲击电压作用下绝缘损伤会扩大甚至击穿，这种现象称为累积效应。大部分有机材料有明显的累积效应，玻璃、云母等无机材料才没有明显的累积效应。四、固体电介质击穿具有体积效应

固体电介质击穿场强分散性很大，这与材料的不均匀性有关。加大试样的面积和体积，使绝缘材料弱点出现的概率增大，会使击穿场强降低，这就是所谓击穿的体积效应。

通过本知识点的学习，使学生理解固体电介质的击穿，掌握固体电介质击穿与液体、气体介质击穿的区别，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性提高固体击穿电压的具体措施一、通过精选材料、改善工艺、真空干燥、加强浸渍（油、胶、漆等），以清除固体电介质中残留的杂质、气泡、水分等二、采取合理的绝缘结构

使各部分绝缘的耐电强度与其承受的场强相匹配；改善电极形状及表面光洁度，使电场分布均匀；政善电极与绝缘体的接触状态，消除接触处的气隙或使接触处的气隙不承受电位差，如用半导体漆。三、在运行中，注意防止尘污、防潮和有害气体的侵蚀，加强散热冷却，如自然通风、强迫通风、氢冷、油冷、水内冷等措施。

通过本知识点的学习，使学生掌握提高固体电介质击穿电压的具体措施，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性影响固体电介质击穿电压的主要因素一、电压作用时间

外施电压的作用时间对固体电介质击穿电压的影响很大，通常，对于多数固体电介质，其击穿电压随电压作用时间的延长而明显地下降。二、温度

在低温区域内，固体电介质的击穿电压随温度的升高几乎不变，而在较高温度下，则随温度的升高击穿电压明显下降。工频下电瓷的击穿电压与温度的关系三、电场均匀程度

在均匀电场中，固体电介质的击穿电压与厚度有直线关系；不均匀电场中，击穿电压大大降低，且随厚度的增加而增加很慢，最后达到一极限值。四、电压种类

对同一介质，同一电极布置时，其交流、直流、冲击下的击穿电压往往是不相同的。在直流电压下，介质损耗一般都比交流电场中为小，不容易发热，因而击穿电压比工频击穿电压(幅值)高。在冲击电压下，由于电压作用时间很短，一般热的效应和电化学的效应所造成的破坏还来不及形成，因此击穿电压一般都比工频和直流的击穿电压高。五、固体介质受潮程度

固体电介质受潮以后,由于水分电导大，损耗大，所以击穿电压也要下降，下降的程度与固体介质的性能有关。六、累积效应

由于固体介质的绝缘损伤是不可恢复的，并具有累积效应。显然，它会导致固体介质击穿电压的下降。因此，对这些电气设备进行耐压试验，加电压的次数和试验电压值应考虑这种累积效应，而在设计固体绝缘结构时，应保证一定的绝缘裕度。七、机械负荷

机械应力可能造成绝缘材料开裂、松散、使击穿电压降低。在运行中，由于长期受高温作