油紙絕緣在其老化過程中會受到電(diàn)場、溫度、水分、氧氣等眾多因素的影響,熱老(lǎo)化對(duì)油紙絕緣的壽命起著(zhe)決定作用,而電老化對絕緣造成的危害也不可忽略。在電場作用下,油紙(zhǐ)絕(jué)緣的老化可能因電(diàn)過程、熱過程、電化學過程(chéng)而引起,最終(zhōng)導致絕緣擊穿。由於固體絕緣材料沒有自恢複(fù)功能,所以電(diàn)老化(huà)對絕緣(yuán)材料的破壞比較嚴重。絕緣材料擊穿(chuān)的機理非常複雜,其中包括一係列在絕緣(yuán)內部或者表麵發生(shēng)的(de)物理變化和化學變(biàn)化,具體可以(yǐ)分為三大類:熱(rè)擊穿(chuān)、電擊穿和電化學(xué)擊穿。
①電擊穿
絕緣介(jiè)質的電擊穿是指僅(jǐn)僅(jǐn)由(yóu)於(yú)電場的作用而直接使介質破壞並喪失絕緣性能的現象(xiàng)。在介質的電導很小,又有良好的(de)散熱條件以(yǐ)及介質內部不存在局部(bù)放電的情況下,絕(jué)緣介質的擊穿通常為(wéi)電擊穿,電擊(jī)穿的過程很(hěn)短,約在10^-7s內完成,擊穿場強較高,可達105-106kV/m。電擊穿的主要特(tè)征(zhēng):1)與周圍環(huán)境溫度有關;2)除時間很短外,與電壓作用時間關係不大;3)介質發熱不顯著;4)電場均勻程度(dù)對擊穿有顯(xiǎn)著(zhe)影響。
②熱擊穿
熱擊穿是(shì)指固體介(jiè)質(zhì)在電(diàn)場的作用下因(yīn)介質損耗而(ér)發熱,如果周圍環境溫度高,散熱條件不好,介質溫度將不(bú)斷上升而導致絕緣的破(pò)壞(huài),如介(jiè)質(zhì)分解(jiě)、熔化、碳化或燒焦,從而引起(qǐ)擊穿的現象。絕緣介(jiè)質的發熱時由於在電(diàn)場作用下,介質的電導和非位移極(jí)化等原因造成的介(jiè)質(zhì)損(sǔn)耗將電場能轉(zhuǎn)變成熱能,熱量積(jī)累,使絕緣介質的溫度升高(gāo),電導和非位移極化等原因造成的介質損耗隨著溫度的升高而增(zēng)大,又導致絕緣介質的溫度的再升高,產生的熱量大於散失的熱量從而導致絕緣介質發生熱擊穿。由於熱擊穿有一(yī)個(gè)熱(rè)量積累過程,所以擊穿時間較長,不像電擊穿那樣迅(xùn)速,擊穿電壓較低,並且(qiě)熱擊穿與(yǔ)環境、電壓作用時間、電源頻率及介質本身有關。
③電化學擊(jī)穿
電化學擊穿是指絕緣(yuán)介質(zhì)在長期工作電壓作用下,由於(yú)介質(zhì)內部發生局部放電等原因,使絕緣劣化,電氣(qì)強度逐步下降並引起擊(jī)穿的(de)現象。絕緣介質(zhì)不可避免(miǎn)地存在裂紋(wén)、氣隙、結塊以及雜質等(děng)缺陷,當所加的電場強度超過缺陷區的擊穿場強時,就(jiù)會在缺陷處首先發生局部(bù)擊穿(chuān)。局部放電主要帶來多方麵影響,首先產生熱量和電(diàn)離,從(cóng)而加劇空穴周圍介質發生(shēng)電損害,如切斷(duàn)分(fèn)子結構,導致介質破壞,形成預擊穿通道;其次溫升使局部介質損耗增加;最後局部放電產(chǎn)生的活性氣(qì)體如臭氧(yǎng)、氫氣、低分子碳氧化合物(wù)等,對介質的氧化和(hé)腐蝕等(děng)作用。