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介紹提高液體電介質擊穿電壓的方法，掌握提高液體絕緣介質的擊穿電壓的方法
閱讀：1901發布時間：2024-4-8
一、提高液體電介質品質
1.過濾
將油在壓力下連續通過濾油機中大量的濾紙層，可過濾纖維、吸附水分和有機酸等油中雜質；也可以先在油中加白土、硅膠等吸附劑，吸附油中的水分、有機酸等，然后再過濾，則效果更好。
2.祛氣
方法是：先將油加熱，在真空室中噴成霧狀，油中原含的水分和氣體即揮發并被抽去，然后在真空條件下將油注入電氣設備中。由于該電氣設備已被真空除氣，就不會使油中重新混入氣體，這有利于油滲入電氣設備絕緣的微細空隙中。在運行中保持油的品質的方法是裝置吸附劑過濾器。
3.防潮
油浸式絕緣在浸油前必須烘干，必要時可用真空干燥法去除水分。某些設備如變壓器，可在呼吸器的空氣入口處放置干燥劑。
二、改善電場
1. 覆蓋
緊緊包在小曲率半徑電極上覆以薄固體絕緣材料或涂上漆膜，其厚度一般只有零點幾毫米。覆蓋層可阻止雜質小橋的發展，能顯著提高油間隙的工頻擊穿電壓，并減小其分散性，因而充油設備里很少用裸導體。
2. 絕緣層
當覆蓋的厚度增大到能分擔一定的電壓，即成為絕緣層，一般為數毫米到數十毫米，它能降低絕緣表面的最大電場強度，有利于提高整個間隙的工頻擊穿電壓和沖擊擊穿電壓，例如，變壓器中引線對箱壁的油間隙為100mm時，當在裸線上包以厚3mm絕緣層后，擊穿電壓約提高一倍。
3.屏障
在電場中放置層壓紙板或壓布板作為屏障，可局部改善電場分布，通常在極不均勻電場中采用屏障可使油間隙的工頻擊穿電壓提高到無屏障時的2倍或更高，例如，變壓器在繞組間、相間、對鐵心或鐵軛間的油間隙中的固體絕緣板，其形狀可以是平板、圓筒、圓管，厚度2～7mm。屏障有兩個作用：
1機械阻隔雜質小橋的形成；2 使電場分布更均勻。變壓器常采用薄紙筒小油道結構，即將油隙用多層屏障分隔成多個較短的油間隙，則擊穿場強更高，但過于細長的間隙不利于散熱。
一、絕緣油的老化過程
絕緣油老化的過程可分為三個階段：
(1)A期：新油在與空氣接觸的過程吸收的氧氣將與油中的不飽和碳氫化合物起化學反應，形成飽和的化合物。主要表現在：顏色逐漸深暗，從淡黃色變為棕褐色，從透明變為混濁，黏度增大(妨礙對流傳熱)，閃燃點增高，灰分和水分增多。
(2)B期：油繼續吸收氧氣，生成穩定的油的氧化物和低分子量的有機酸，如蟻酸、醋酸等，也有部分高分子有機酸，如脂肪酸、瀝青酸等，使油的酸價增高，這種油對繞組絕緣和金屬都有較強的腐蝕作用。
(3)C期：油進一步氧化，當酸性物濃度達一定程度時，便產生加聚和縮聚作用，生成中性的高分子樹脂質及瀝青質，同時析出水分，使油呈混濁的膠凝狀態。最后成為固體的油泥沉淀，油泥沉淀在繞組上會妨礙繞組的散熱，且絕緣性能變壞，表現在電阻率降低，介質損耗增大，擊穿電壓降低。隨著油繼續氧化，油的質量日益劣化，劣化到一定程度的油就不能再繼續使用。
上述過程可概括為：油溫升高→氧化加速→油裂解→分解出多種能溶于油的微量氣體→絕緣破壞。
二、絕緣油老化的影響因素
(1)溫度。溫度是影響變壓器油老化的主要因素之一。 試驗指出；當溫度低于60～70℃時，油的氧化作用很小， 高于此溫度時，油的氧化作用顯著；此后，溫度約每增高10℃， 油的氧化速度就增大一倍。 當溫度超過115～120℃時，不僅出現氧化的進一步加速，還可能伴隨有油本身的熱裂解，這一溫度一般稱為油的臨界溫度。
油的臨界溫度與油的成分和精煉程度有關。為此，在油的運行中或油的處理過程中，一般規定不允許超過115℃(這是指油的局部最高溫度，如緊靠著繞組、鐵心、導線接頭、觸點，或其他加熱面處的局部最高油溫，而不是指平均溫度或上層油溫)。
(2)油的接觸物。當油接觸到金屬、纖維、水分、灰塵等時，會使油的吸氧量增加，加速油的氧化。如果使油不與氧氣接觸，則即使有接觸媒(銅)存在，且處在較高的溫度(98℃)下，經過900～1000h，油仍能保持較好的質量。
(3)光照和電場也都會加速油的老化。
三、延緩絕緣油的老化的方法
(1)裝置擴張器。其作用為供油熱脹冷縮，使油與空氣接觸面減小。
(2)在油呼吸器通道中裝置吸收氧氣和水分的過濾器。用氧化鈣、硅膠、氧化鋁等以吸收水分；用粉末狀的銅、氯化銨、純潔的鐵屑等以吸收氧氣。
(3)以氮氣來排擠出油內吸收的空氣。有的變壓器或高壓套管采用密閉并充氮的方法來防止油的氧化。
(4)摻入氧化劑，以提高油的安定性。抗氧化劑只有在新油或再生過的油中有效，因為它只能延長上述A期的時間，它既不能阻止氧化過程的進行，更不能使已氧化的油還原。
四、變壓器油的再生
將已老化的變壓器油進行再生的方法，常用的有以下兩種。
1.酸一堿一白土法
把硫酸很好地與已老化的油相混合，使酸與油中的老化產物起化學反應，變成不熔于油的酸渣，就可以很方便地從油中分離出來；然后在油中加入堿，以中和剩余的酸，再用清水洗滌；最后加入白土吸附劑，并經過濾或離心分離，即得再生油。
2. 氫化法
在高溫高壓下，在有特殊接觸媒的條件下，用氫將油處理。在氫化過程中，油的氧化物被還原成原來的碳氫化合物，奪取過來的氧與氫化合為水，并在真空中揮發出去。這種方法適用于老化較嚴重的油，用這種方法再生的油質量好。
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