影响液体电介质电压击穿的因素

液体电介质电压击穿的大小既决定于其自身品质的优劣，也与外果因素，如温度、电压有关。

1.液体电介质的自身品质

液体电介质的品质决定于其所含杂质的多少。含杂质越多， 品质越差，电压击穿越低。变压器油的品质通常采用标准油杯中变压器油的工频电压击穿来衡量。由于在均匀电场中杂质对电压击穿的影响要比在不均匀电场中大，所以标准油杯中电极做成如图2-12所示的形状。

下面具体讨论影响品质的各种因素与电压击穿的关系。

(1)含水量。含水量对液体电介质电压击穿影响较大。当含水量极微小时，水分均以溶解状态存在，它对电压击穿影响不大。当含水量增加到超过溶解度时(25℃时水在变压器油中的溶解度为50ppm， 1ppm为1%的体积含量)，多余的水分常以悬浮状态出现。这种悬浮状态的小水滴在电场作用下极化并形成小桥，导致击穿，所以电压击穿随含水量增加而降低。当含水量超过0.02%时，多余的水分沉淀到容器底部，电压击穿不再降低。

(2)含纤维量。含纤维量越多，越易形成纤维小桥，则电压击穿越低。由于纤维具有很强的吸附水分能力，所以吸湿的纤维对电压击穿影响更大。

(3)含气量。当含气量很小时，溶解状态的气体对电压击穿影响很小。但当含气量增加而出现自由状态的气体时，将使电压击穿随含气量增加而降低。

2.温度

温度对液体电介质电压击穿的影响随介质的品质、电场的均匀程度以及电压种类的不同而异。图2-13为在标准油杯中变压器油的工频电压击穿与温度的关系。当温度由0℃开始逐渐上升时，水在油中的溶解度逐渐增大，原来悬浮状态的水分逐渐转化为溶解状态，故油的电压击穿逐渐升高；当温度超过60~80℃ 时，温度再升高，则水分开始汽化，油亦将逐渐汽化，产生气泡，又使电压击穿降低，从而在60~80℃时出现最大值。在0~5℃时，油中水分是悬浮状态为最多，此时小桥最易形成，故电压击穿达最小值。温度降低，水滴将凝结成冰粒，其介电系数与油相近，电场畸变减弱，再加上油黏度增大，小桥不易形成，故此时变压器油的电压击穿随温度的下降反而提高。

3.压力

不论电场均匀与否，工程上用的变压器油在工频电压作用下，其电压击穿随压力增加而增大，这是因为压力增大时，气体在油中溶解度增大的缘故。

4.电压作用时间

液体电介质的击穿过程存在发热，伴随有温度的升高，而温度的升高需要一定的时间。当电压非常高时，在加压后短至几个微秒时的击穿表现为电击穿，此时杂质形成小桥的作用来不及显示出来，因此电压击穿很高。当电压作用时间大于毫秒级时，击穿将发展为热击穿，一般情况下液体电介质的击穿都属于热击穿。电压击穿随电压作用时间增加而降低。但在油不太脏的情况下，1min的电压击穿与长时间的电压击穿相差不大。为此，变压器油的工频耐压试验(即品质试验)通常加压1min。

5. 电场均匀程度

电场愈均匀，水分等杂质对电压击穿的影响愈大，电压击穿的分散性也愈大，电压击穿也愈高。当绝缘油的纯度较高时，改善电场的均匀程度使工频或直流电压下的电压击穿明显提高。而品质较差的绝缘油，杂质的聚集和排列已使电场畸变，改善电场以提高电压击穿的作用并不明显。