絕緣油火花放電的物理過（guò）程

研（yán）究表（biǎo）明，絕緣油的火花（huā）放電過程與（yǔ）其純淨程度有關。例如，高度（dù）純淨（jìng）的變壓器油具（jù）有很高（gāo）的介電強度（可達106V/cm），常用的變壓器油在工頻下的介電強度為104～2×104V/cm，介電（diàn）強度不同說明兩（liǎng）者放電機理有（yǒu）區別。純淨變壓器（qì）油的本征放（fàng）電理論還不完善，很多研究者認為，這種油（yóu）的放電過程主要是由電因素所引起的。也就是說，它的放電過程和氣（qì）體放電過程相似，同（tóng）樣也是電子崩和（hé）流注的形成與發展的過程（chéng），所不同的是在變壓器油中引起電子崩的點火電子是用強電場從陰極表麵拉出來的。拉出來（lái）的電子在液體中產生碰撞遊離（lí），從而導致整個間隙擊穿。而且由於變壓器油中分（fèn）子濃度比氣體大得多，所以電子在變壓器油中運行的自由行程（chéng）就小得多，不易積累起（qǐ）足夠（gòu）的能量。要獲得足（zú）夠的能量就需要更高的電場強（qiáng）度，因而其（qí）介電強度較（jiào）氣體的高。

　　但是工程上用的變壓器油往往（wǎng）不是十分純淨的，其中含有各（gè）式各樣（yàng）的雜質（zhì），如未脫氣的（de）油中溶解有空氣，幹燥（zào）不良的油中含有水分，容器不幹淨時（shí）會帶來渣滓，運行過的油會因老化而產生一些（xiē）聚合物（如臘狀物）。因此，研究工程用的變壓器油放電過程時，不能排除這些雜質的影響。

研究含有（yǒu）雜（zá）質的變壓器（qì）油的放電過程的理論很多，應用最廣泛的是“小橋”理論。“小橋”理論認為：工程用變壓器油放電的（de）主要原因（yīn）在於雜質的影響，雜質同水分、纖維質（主要是受潮（cháo）的纖維（wéi））等構成。雜質（zhì）的介電係數ε≈2.3），在電（diàn）場中，雜質首（shǒu）先極化，被吸引向（xiàng）電場強度最（zuì）強的地方，即（jí）電極附（fù）近，並按電力（lì）線方向排列，於是在電極附近形成了雜（zá）質“小橋” 如圖12－1所示。如果極間距離大，雜質少，隻能形成斷續（xù）“小（xiǎo）橋”，見圖12－l（a），而“小橋”的電導率y和介（jiè）電係數（shù）。都比變壓器油大，由電工原理可（kě）知，由於（yú）“小橋（qiáo）” 的存在，會（huì）畸變（biàn）油中的電場。因為纖維的介電係（xì）數大（dà），使纖維端部處油中的（de）電場加（jiā）強，於是放電首先從這部分油中開始發展，油在高場強下電離而分解出氣體，使氣泡增（zēng）大，電離（lí）又增強（qiáng）。而後逐漸發展，使整個油間隙可能（néng）在氣體通道（dào）中擊穿，所以，火花放電就能（néng）在較低（dī）的（de）電壓下發生。如果極間距離不大，雜（zá）質又足夠多，則“小橋”可能連（lián）通兩個電極，見圖12－l（b）。這時，由於“小橋”的電導較大，沿“小橋”流過很大電流（電流（liú）大（dà）小視電源容量而定），使“小（xiǎo）橋”強烈發熱（rè），“小橋” 中的水分和附近的油（yóu）沸騰（téng）氣化（huà），造成一（yī）個氣體通道——“氣泡橋”，最後在比較低的電壓下，沿著這個“氣泡橋”放電。如果纖維不受潮，則因“小橋” 的（de）電導很小，對於油火花放電電壓的影響也比較小。這就是雜質弓l起變壓器油放電的（de）基本過程。顯（xiǎn）然，這種放電形式和“小橋” 的加熱過程有聯係，所以（yǐ）它是電（diàn）和熱（rè）兩（liǎng）種（zhǒng）因（yīn）素聯合作（zuò）用的結果。

　　應當指出，上述的過程隻適用於穩態電壓（直流和工頻（pín））和比較均勻的電場中（zhōng）。當衝擊電壓作用或電場極不均（jun1）勻時（shí），雜質不易形（xíng）成“小橋”，它的作用隻限於畸變電場，故其放電過程就可能主要由（yóu）電的因素起主導作用了。