
礦物油裏如何發生擊穿,至今還沒有一個被廣泛接受的理論。倒是有(yǒu)若幹個不同的,有(yǒu)時是互相補充,而有時又(yòu)是相互矛盾的理論存在。很(hěn)多因(yīn)素,比如油的溫(wēn)度,所加穩定的(de)壓力,油(yóu)裏的雜質,電極的麵積、形狀,電(diàn)極的材料和表麵狀況,間(jiān)隙的大小等明顯地影響著變壓器油特(tè)性的(de)測量。因此,在特定電(diàn)場強度下,這些特性(xìng)不能簡單地由它們的數(shù)值來確定。試驗條件必須加以詳細說明,數值才(cái)有意義。缺乏統一的(de)標準和(hé)普遍接受的測試程序,是責怪有關擊穿(chuān)機製出現相互矛盾理論的原因之一。然而事實上,有三個因素與故障過程有關,即油(yóu)中的微粒雜(zá)質(zhì)、水和氣泡。
1. 微粒雜質
在高壓係統中,冷(lěng)卻油是循環的,過濾器常被用(yòng)作去掉油中的雜粒。但完全去除汙染(rǎn)雜粒,是不可能的。即令是新係統沒有雜粒,周期性地檢查,打開蓋子(zǐ)和外殼,會進入灰塵和雜質微粒。許多(duō)係統使用(yòng)壓層板、纖維材料的絕緣板,或者含紙絕緣的(de)線圈(quān),隨著時(shí)間的推移,這些物(wù)質都(dōu)可能釋放出微粒到油中。設外加電(diàn)場強度為E,這些雜粒將被極化,如果這些雜粒的相對介電係數為ε2,大(dà)於油的相對(duì)介電係數ε1(通(tōng)常是這樣),一個力作用在該雜粒上,驅使它朝著電極之間電場最強的地方運動(dòng)。對於圓形雜粒,如半徑(jìng)為r,它所受的力為F,可以由(yóu)公式得(dé)出:

在(zài)壓(yā)力油(yóu)中(zhōng)雜粒的運動曾進行了很多研究,但(dàn)是(shì)卻沒有(yǒu)得到它們如何影響電場強(qiáng)度的精確(què)數據。然而都認為,雜粒汙染將嚴重地降低絕緣強度,並是油狀(zhuàng)態的一個好壞的(de)標誌。
2. 水
在正常工作狀態下,油(yóu)裏總是有水存(cún)在的(de),它可能來自大氣或絕緣(yuán)材料(liào)老化以及油的氧化。實際上(shàng),含水量通常少於約20ppm。如果含水量高於這個(gè)數值,則(zé)電場會(huì)使水(shuǐ)形成水珠狀,懸浮在油中,並且在沿電場方向拉長。在臨界(jiè)場強下,它們變(biàn)得不穩(wěn)定(dìng)。擊穿通道會從拉長的(de)水珠端頭延伸,產生完全擊穿。如果水的含量達到50ppm,就足夠形(xíng)成將變壓(yā)器油擊穿的電場強度。有時設備的防水可能完全失效,大量的水將存(cún)積到油(yóu)箱底部。含水量水平將上升,直至油的絕緣不能再支持電壓為止,這(zhè)將導致(zhì)災難性的事故發生。3. 氣泡
下述兩種之一的方式下,在陰極表麵凹陷(xiàn)、龜裂(liè)就可能形成小氣泡:a. 液(yè)體分子分裂產生的氣體產物;
b. 通過從陰極尖點發射的電子使(shǐ)液體局部氣(qì)化。
氣泡產(chǎn)生的同(tóng)時,就被靜電(diàn)力拉伸。由於氣體的擊穿場強比油(yóu)低(dī)得多。氣泡裏(lǐ)的電場將超過水氣的強度,這將導致氣泡(pào)裏放電,從而將引起油的化學老化,產生更多(duō)的蒸汽,氣泡增大。最終所有間隙被(bèi)橋(qiáo)接,接(jiē)著擊穿(chuān)。