一、水分和其他雜質(zhì)
水在變壓器油中有兩種狀態(tài):高度分散、且分布非常均勻,可視為溶解狀態(tài);呈水珠狀一滴一滴懸浮在油中,為懸浮狀態(tài)。懸浮狀水滴在油中是十分有害的,因他們?cè)陔妶?chǎng)作用下將被極化而沿電場(chǎng)方向伸長(zhǎng),會(huì)畸變油中的電場(chǎng)分布,并可能在電極間連成小橋。
當(dāng)油中還含有其他固體雜質(zhì)時(shí),擊穿電壓的下降程度隨雜質(zhì)的種類和數(shù)量而異。纖維的含量即使很少,也對(duì)擊穿電壓有很大影響。因?yàn)槔w維是極性介質(zhì)并且易吸潮,很易沿電場(chǎng)方向極化定向而排列成小橋,從油中分解出來(lái)的碳粒卻對(duì)油的擊穿電壓影響不大。
二、油溫
變壓器油的擊穿電壓與溫度的關(guān)系比較復(fù)雜,隨電場(chǎng)的均勻程度、油的品質(zhì)以及電壓類型的不同而異。
均勻電場(chǎng)油間隙的工頻擊穿電壓與溫度的關(guān)系如上圖所示。曲線2為潮濕的油,當(dāng)油溫由0°C開始上升時(shí),一部分水分從懸浮狀態(tài)轉(zhuǎn)化為危害較小的溶解狀態(tài),使擊穿電壓上升;但在溫度超過(guò)80°C時(shí),水開始汽化,產(chǎn)生氣泡,引起擊穿電壓下降,從而在60-80°C的范圍內(nèi)出現(xiàn)最大值;在0-5°C時(shí),全部水分轉(zhuǎn)為乳濁狀態(tài),導(dǎo)電小橋最易形成,出現(xiàn)擊穿電壓的最小值;再降低溫度,水滴凍結(jié)成冰粒,油也將逐漸凝固,使擊穿電壓提高。曲線1是干燥的油,這時(shí)隨著溫度升溫,擊穿電壓略有下降。
在極有均勻電場(chǎng)中,隨著油溫的上升工頻擊穿電壓稍有下降,電壓的下降可用電子碰撞電離理論來(lái)說(shuō)明,水滴等雜質(zhì)不影響極不均勻電場(chǎng)中的工頻擊穿電壓。
不論在均勻電場(chǎng)中,還是在不均勻電場(chǎng)中,隨著溫度的上升,沖擊擊穿電壓均單調(diào)地稍有下降。這也可借助電子碰撞電離理論加以解釋,而水滴等雜質(zhì)的影響很小,因?yàn)樵跊_擊電壓作用下來(lái)不及形成雜質(zhì)小橋。
三、電場(chǎng)均勻度
保持油溫不變,而改善電場(chǎng)的均勻度,能使優(yōu)質(zhì)油的工頻擊穿電壓顯著增大,也能大大提高其沖擊擊穿電壓。品質(zhì)差的油含雜質(zhì)較多,故改善電場(chǎng)對(duì)于提高其工頻擊穿電壓的效果也較差。在沖擊電壓下,改善電場(chǎng)也是能顯著提高油隙的沖擊擊穿電壓,由于沖擊電壓下作用時(shí)間短,雜質(zhì)來(lái)不及形成小橋,所以沖擊擊穿電壓與油的品質(zhì)好壞幾乎無(wú)關(guān)。
四、電壓作用時(shí)間
油隙的擊穿電壓會(huì)隨電壓作用時(shí)間的增加而下降,加電壓時(shí)間還會(huì)影響油的擊穿性質(zhì)。在電壓作用短至幾個(gè)微妙時(shí)擊穿電壓很高,擊穿有時(shí)延特性,屬電壓擊穿;電壓作用時(shí)間為數(shù)十到數(shù)百微秒時(shí),雜質(zhì)的影響還不能顯示出來(lái),仍為電擊穿,這是影響油隙擊穿電壓的主要因素是電場(chǎng)的均勻程度;電壓作用時(shí)間更長(zhǎng)時(shí),雜質(zhì)開始聚集,油隙的擊穿開始出現(xiàn)熱過(guò)程,于是擊穿電壓再度下降,為熱擊穿。
五、油壓的影響
不論電場(chǎng)均勻度如何,工程變壓器油的工頻擊穿電壓總是隨油壓的增加而增大,這是因?yàn)橛椭袣馀莸碾婋x電壓增高和氣體在油中的溶解度增大的緣故。但是經(jīng)過(guò)脫氣處理的油,其工頻擊穿電壓就幾乎與油壓無(wú)關(guān)。