L=K-n
L=αexp(-bE)
式中，E 为电场强度；k，n，α，b为实验确定的常数。
电老化的机理十分复杂，如电场的均匀程度与电压的频率均会对电老化的速度造成影响，当固体绝缘介质处在均匀电场中时，其击穿电压往往较高;而在不均匀的电场中，其击穿电压往往较低。同一种绝缘介质在不同的电压频率下，放电次数随频率成比例增加，因此，除频率非常高引起热击穿外，一般绝缘的电老化寿命与频率成反比。此外，不同材料的寿命一场强曲线是交错的。
不少研究者认为，当外施电压低于绝缘的局部放电起始放电电压时，材料就不会发生由电场所引起的老化。在温度确定的条件下，绝缘材料的寿命曲线趋向一电场闽值式，当绝缘承受的外加电场低于或接近该电场阐值时，其寿命将趋于无穷。对于上述闻值电场的存在，也有持不同观点的人认为，绝缘介质在外施电场作用下的老化是一个连续的过程，不存在任何明显影响老化进程的电场阐值。一些学者通过对气穴中空气从亚电晕到强烈电晕过渡过程中非线性电导率的理论计算和实测数据表明，低电压下的微小亚电晕电流将引起气穴中气体和气穴表面温度的升高。随电压的提高，亚电晕放电形式向强烈电晕放电形式转化，放电源的温度将不断上升，说明绝缘介质在外施电场作用下的老化是一个连续的过程，不存在任何明显影响老化进程的电场阐值。该观点如被更多的实验证实，将因其物理过程清晰，测量方法明确，可能具有更大的说服力。
3、机械力老化
在机械负荷、自重、振动、撞击和短路电流电动力的作用下，绝缘会破坏，机械强度下降。另外材料内部存在拉伸应力时，它的耐放电性能下降。但压缩应力对它的耐放电性能影响不大。由于材料在制造和应用过程中常存在残余拉伸应力，因此它对材料老化寿命的影响极为重要。
4、湿度老化
环境的相对湿度对绝缘材料耐受表面放电的性能有影响。如果绝缘承受表面放电，环境的相对湿度对材料的耐放电性有显著影响。由于在高相对湿度下，放电的结果在材料表面会生成一层半导电层，使放电产生自衰。因此，在表面放电情况下，一定相对湿度范围内，绝缘材料的电老化寿命随相对湿度的增高而增长;但在较高的相对湿度下，寿命随相对湿度的增高而缩短。如果水分侵入绝缘内部，将会造成介质电损耗增加或击穿电压下降。对于某些绝缘材料，例如聚乙烯，由于水分的存在，在很低的电场强度下也会发生树枝现象。
5、化学老化
绝缘材料在水分、酸、臭氧、氮的氧化物等的作用下，物质结构和化学性能会改变，以致降低电气和机械性能。例如变压器油在空气中会因氧化产生有机酸，使介质损耗增加:同时还会形成固体沉淀物，堵塞油道，影响对流散热，使绝缘的温度上升而使绝缘性能下降。
6、其他老化因素
绝在户外使用的绝缘材料受日光直接照射，在紫外线作用下也会发生老化。在核反应堆、X射线装置中用的绝缘材料受到辐射作用，均会发生老化。此外，在温热带地区绝缘材料还会受到各种微生物的损害，即所谓微生物老化。
绝缘材料在实际应用中往往同时受到多种老化因素的共同作用，其效应并不是各种单一因素老化效应的简单叠加。它们之间还存在着相互作用，所以老化机理很复杂。
三、电压互感器绝缘结构发展趋势
电压互感器的原理比较简单，不同用户，依据电压互感器使用的场合、用途、产品更新换代的速度对电压互感器提出不同的使用寿命要求，由于不同寿命的产品成本、价格有着很大的差异，电压互感器的绝缘设计寿命将按照用户预期使用的寿命来设计，将彻底改变旧有产品使用越久越合算的观念。
将机械设计中应力一强度干涉理论将引入电气绝缘可靠性技术中来，这项技术的发展使电器产品的绝缘使用寿命可以随着用户对不同场合、用途的电压互感器使用寿命提出差异化要求成为现实。
电压互感器的绝缘寿命薄弱环节，即一次线圈直角部分的尖端电极造成的电位线畸变引起电场集中问题。可以通过增大薄弱区域的绝缘来解决这个问题，但增大绝缘要与成本增加综合考虑;也可以考虑采取屏蔽的方式，改进线圈的设计降低电场、温度场应力的方式来进行优化，如增大线圈线径、增加线圈直径增大散热和对线圈直角部分倒圆角、对一次线圈增加铜制均压环的方式解决电场畸变的问题等。降低温度的方式和增加铜制均压环的方式都需要增加铜金属的成本，经济上不划算，因此选择比较经济的对一次线圈直角部分进行倒圆角，将尖端电极和造成电场集中的电极变的圆滑，改善电场分布的方式进行优化。
上一页 [1] [2]
本文关键字：互感器 电工基础，电工技术 - 电工基础
