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电工技术

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2018论坛魅力之星
发表于:2021/4/15 15:59:01
#0楼
楼主是搞中压电缆附件的,通过对各种类型产品的耐压试验数据统计分析,发现一个现象,很有意思,值得研究一下。
先上图,是其中典型产品在耐压试验被击穿时的剖视图。
附件 击穿产品剖视图.jpg
通过图片,可以清晰看到产品在击穿过程中留下的击穿路径。
本来吧,这就是一个稀疏平常的产品试验不合格的例子,但是楼主做了一下仿真,如下图:
电势仿真:
附件 电势分布.jpg
电场仿真:
附件 电场强度分布.jpg
由图中可以看到,击穿点,不是电场强度最大的点,按理来说,是电场强度最集中的位置,最容易被击穿才对呀!
楼主就这个问题,百思不得其解,想了几年,都没有想明白,特来请教论坛的各位前辈、同行、大拿!


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光问问题,不提自己的思考和观点,不是真正的思考和学习,下面说说楼主的观点。
楼主想不通呀!在漫无目的查资料的过程中,发现一个重点:化学键的作用力远大于分子间的作用力(范德华力)
这个是什么意思呢?
这就得说到电能传递的本质:是能量传递的一种方式。产品被击穿,换一个角度看,就是电能沿着击穿路径在向前传递。这里的“向前”,是特指哪个方向或路径的传递阻力小,就往哪里传递,这个方向或路径,就是相对意义上的“向前”。
在微观上来讲,电能传递的过程,沿途的电子发生能级跃迁,从低能级跃迁到高能级,高能级的电子与邻近的电子作用力增大,由同性相斥的原理,将邻近电子从低能级跃迁到高能级,自身回迁到低能级。如果电能传递持续的话,就是持续的跃迁过程。
在电缆附件试验时,电缆附件本体是交联状态的有机高分子,可以理解为一个整体,配合面为不同材质配合,相互之间的力为分子间作用力(范德华力)。
耐压试验时,虽然电缆附件本体内部电场强度高,但是要实现电能的传递,需要破坏化学键,才能实现电能的传递;反观配合面为范德华力,只要作用于分子上的电场应力,大于分子间的范德华力,就可以实现电能的传递,因此配合面发生爬电相对于电缆附件直接击穿,要简单得多。
当配合面出现爬电,产品内部场强分布并未发生变化,但是爬电时,电能转化为光能(拉电弧)、热能(温度升高),由于内部密闭,并最终都转化为热能,能量在配合面的转换,导致配合面温度迅速升高,而绝缘材料的特性,是随着温度的升高,绝缘性能下降。因此,当放电转化的热能使绝缘性能下降到极限值以下后,产品被击穿。
宏观上来看,现象就是试验时有“滋滋”的放电声,持续一段时间后击穿,产品表面是爬电一段距离击穿,如下图:
附件 击穿点.jpg

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话说回来,楼主上述的解释,可能是正确的分析过程,也有可能是为了解释现象而把资料进行自圆其说的整合分析,因此抛砖引玉,请论坛的朋友们、同行们、大拿们分析分析,产品击穿的过程,究竟是怎样呢?


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发表于:2021/4/17 18:36:22
#1楼
固体电介质的击穿过程及其击穿电压的大小不但取决于电介质的性能,而且还与电场分布、周同温度、散热条件、周同介质的性质有关、加压速度和电压作用的持续性等有关。固体电介质根据其击穿发展的过程小同,可分为电击穿、热击穿和电化学击穿二种形式。发生哪种击穿形式,取决于介质的性能和工作条件。
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2018论坛魅力之星
发表于:2021/4/19 11:21:44
#2楼
回复 #1楼 yqyyqy
对对对!讲的对!表情
朋友,知道就多说点表情
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