2.4击穿电压绝缘强度当施加于电介质上的电场强度高于临界值时，会使通过电介质的电流剧增，使电介质分子发生破裂式分解，完全失去绝缘性能，这种现象称为电介质的击穿或者介质电气强度的破坏。

　　击穿电压是绝缘材料的项重要特性指标。绝缘材料的击穿电压不仅取决于电介质的分子结构，而且还取决于其预加工情况温度湿度及其它些因素。另外，还与变压器本身结构和使用条件有密切关系。

　　2.4.2气体击穿电压气体击穿的机理是由于气体的带电质点，在电场中获得巨大能量，当它和其它分子相撞时，能把它们碰裂电离为正离子和电子，这样碰撞下去，就形成了电子崩，电子崩后形成条高电导的通道，导致气体击穿。

　　人们经过实践总结出气体击穿的规律，这个规律称为巴森定律，即在温度定时，在均匀电场中，气体击穿电压与气体的压力和电极距离以的乘积有关，即=，关的常数。在均匀电场中，当电极的距离在0.1；1左右时，20丈时极距与击穿电压关系=1.35+3，么让；当值在1左右时，在上述温度和压力下空气的击穿电压=30.75如1.23影响气体间隙放电电压的因素有电场分布形电场分布形式均匀电场中的空气间隙，其击穿电压高；不均匀电场中的空气间隙，其击穿电压低，而且分散性也大。

　　外施电压波形在电力系统中，空气间隙要受到工频波雷电波和操作波种形式的电压作用。从其作用时间来说，工频波长，操作波次之，雷电波短。在均匀电场中，同间隙下工频波雷电波和操作波的击穿电压差不多相同。在不均匀电场中，同间隙下，雷电波击穿电压高，操作波击穿电压次之，工频波击穿电压低。

　　大气状态即气压温度和湿度等因素的影响。当气压降低或温度升高时，空气密度下降，电子在两次碰撞间所经过的平均自由行程增大，因而从电场中获得的动能增多，碰撞游离能力增强，使空气间隙的直流工频冲击等放电电压降低。如在高海拨地区，由于空气密度低，放电电压也降低。海拔每升高1000m，放电电压降低10ㄇ左右。所以，在设计变压器的外绝缘时要充分注意这点，如套管要采用加强套管。当湿度增加时，该套管能引起间隙中的反游离，故能升高击穿电压。其机理是，当带电质点存在时，其可以使水蒸气凝结为小滴，由于小滴重力的作用，带电质点和它们起从间隙中带出来，因此间隙的击穿电压就增加了。

　　另外，气体的击穿电压与气体的种类有关，极性气体的偶极分子容易吸收自由电子，所以它们的击穿电压较高。

　　2.4.3液体电介质的击穿电压液体的击穿现象比气体的复杂，主要原因是杂质对于液体的击穿电压的影响特别大。

　　2.4.3.1纯净液体电介质的击穿机理纯净液体电介质击穿理论主要有电击穿和气泡击穿理论两大类。

　　电击穿理论是以液体分子由于电子的碰撞而产生电离为前提的。在阴极因强电场发射的电子在电场中被加速，碰撞分子，使分子电离为电子和正离子，正离子在阴极附近形成空间电荷层，增强阴极面的电场，使阴极发射的电子数增多。当外加电场增至，高时，电子流将急剧增加而导致液体电介质击穿。

　　以1抱击穿理论在外施电场较高时，会液体电介质产生气泡。其原因有当电极上局温度在较低温度下，般液体的击穿电压与温度没有多大关系；在较高温度下，当温度接密度足够大，使附近液体电介质气化。液体中的高能电子与液体分子发生碰撞电离，在液体电介质中产生气体。液体电介质被电极上面尖角或毛刺及不光滑面引起电晕放电产生气泡。

　　由于上述原因，在纯净的液体电介质中就有气泡的存在。在交流电场中，串联介质中的电场强度分布与各介质的介电常数成反比，而气体的接近于液体电介质又比较高，因此电场将集中在击穿场强比液体低得多的气体上，气泡先开始电离，这又使气泡温度升高体积膨胀，电离将进步发展；而带电粒子又撞击油分子，使油分解出气体，扩大气体通道。如果电离的气泡在电场中堆积成气体小桥，击穿就可能在此通道上发生。

　　在工程中应用纯净液体较少，故对纯净液体击穿现象的研究，仅有学术价值，实用价值不大。

　　2.4.3.2有杂质液体电介质的击穿机理由于在液体电介质中可能含有杂质乳胶状水滴和气泡其击穿机理是①液体中含乳胶状水滴和纤维灰尘杂质时，由于水和纤维的极性大，在强电场的作用下，它们极化后定向排列，在两极中间形成小桥，导致击穿。气体的存在形成气桥，气桥内气体的碰撞，导致局部发热，邻近的液体受热沸腾汽化使气泡逐渐扩大形成导电小桥直至击穿。因此在变压器油中，我们严格地规定了含水量含气量和颗粒度的大小及数量。

　　2.4.3.3影响液体电介质击穿电压的因素纯净度液体电介质的纯净度越高，就越不容易击穿，影响液体电介质击穿电压的主要因素，是液体中存在的杂质乳胶状水滴和气泡。它们使液体电介质的击穿电压大大降低。因此在变压器行业经常对变压器油进行脱水脱气的滤油处理，以提高其纯净度。

　　电压作用时间液体击穿电压与电压作用时间有密切关系。电压作用时间越长，液体电介质击穿电压就越低。般来说，击穿电压与电压作用时间可用下列经验公式来。

　　纯净度及温度的提尚而增大；叫为长期作用下的击穿电压，4和1为常数。

　　压力液体经过完全去气，其击穿电压基本上与压力无关。

　　近液体的沸点时，其击穿电压显著下降。

　　电源频率同电介质，电源频率越高就越难击穿。这是因为电源交变频繁，在两电极间搭桥就越困难。

　　电场均匀度电场越不均匀，电介质的击穿电压就越低。

　　2.4.4固体电介质击穿固体电介质的击穿大致可分为电击穿热击穿和放电击穿电化学等种。

　　2，4.4.1电击穿在强电场下电介质内部带电质点剧烈运动，发生碰撞电离，并破坏分子结构，增加电导，以致后击穿，称为电击穿。

　　24.4.2影响电击穿的几种因素，介质的厚度与电击穿的关系介质的厚度和击穿基本是线性关系，可由下列经验公式。uAdkV 4因材料的种类与结构不同而异。在实用上，值为0.51.0，在同材料中，因干燥情况及电场分布不同，值有时亦有差异。平常在设计电气设备时，取1=较为安全妥当。般来说，当电器额定电压在10以下时，其所用绝缘厚度只有几厘米，此时厚度的选择般决定于材料的机械强度。当电器的额定电压在lOkV以上时，绝缘的厚度选择应以其所需承受的电压为标准。因为此时对所选用的厚度，其机械强度在大多数情况下是足够的。当电压甚高时，热击穿的现象显著，材料再增加厚度有时也达不到绝缘的目的，这时应改用介质损耗因数较小的材料或设法增加绝缘系统的散热能力。

　　2击穿电压与施加电压的时间的关系由于加压时间的不同，所得到的绝缘强度值亦不同。在绝缘试验中，所用的加压方法有短时加压与逐步加压两种。在短时加压试验中，电压以定的速度向上升高，至击穿为止。在绝缘材料试验中规定，采用连续均匀升压法，升压速度26.

　　在逐步加压试验中，将预期的电压加于电极上，停留定时间后，然后升高电压，再停留定时间后，再升局电压，如此逐步升尚，直到击穿为止。

　　因为加压时间对于绝缘强度的影响很大，所以般试样击穿电压kV升压速度kVs1法的每级电压值击穿电压值kV每级升压数值kV材料的绝缘电压或绝缘强度值，凡未特别指明的，均指逐步加压试验中所得的数值。绝缘材料试验标准中规定，采用1逐级升压法时，按下列方式升压第级加电压值为标准规定击穿电压的50，保持，以后每级升压后保持，直至击穿，级间升压时间不超过8.升压时间应计在1内，每级电压值采用27规定的数值。如果击穿发生在升压过程中，则以击穿前开始升压的那级电压作为击穿值。如果击穿发生在保持不变的电压级上，则以该级电压作为击穿电压。

　　因此，般绝缘材料，在短时间比在长时间所承受的电压高些。每种绝缘材料均有无限大的时间所能承受的大电压值，大于此电压值时，在加上电压超过定时间后，材料将被击穿。每种均有击穿电压与时间的关系曲线，2.

　　对于某些固体绝缘材料，2曲线可以用下列经验公式时间为化的击穿电压的比值U加压分钟后的击穿电压U1加压时间1的击穿电压U0加压时间为无穷大的击穿电压a，=为常数，其值视材料不同而异时间尤l为lmin击穿电压值，IO为加压时间为无穷大时的电压值u1为lmin击穿电压值，I，1J为加压时间为无穷大时的电压值8击穿强度和电极距离的关系般情况下，击穿电压和距离成正比增加钱性关系，但当电极距离3很小时，例如从，到1.，其交流击穿电场强度随距离的减小，按下列经验公式=击穿电压与电压种类的关系同电介质同电极结构，其交流直流冲击下的击穿电压往往是不相同的。电介质的冲击穿电压常大于工频击穿电压，而固体电介质因为直流下固体电介质中损耗小局部放电弱，所以在直流下的击穿电压也常比工频幅值要高得多。

　　击穿电压与频率的关系在交流电场下，频率越高，击穿电压越低。在射频之下，材料的绝缘强度显著降低。

　　在许多有机材料，如纸棉织品等，其击穿电压与频率的关系可用下列经验公式，即王树森沈阳变压器有限责任公司，辽宁沈阳，25待续变压器技术培训信息近，沈阳变压器有限责任公司培训中心将举办个变底。

　　压器技术培训班。这个培训班分别是3.互感器设计与制造培训班2003年4月14日，6月特种变压器设计与制造培训班2003年2月18日，底。

　　3月18日，主讲人王世忠高工；培训班联系人刘锡九刘凤君；