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什么是“小桥理论”?


什么是“小桥理论”?它是如何描述变压器油的火花放电过程的?

“小桥理论”是研究工程变压器油发生火花放电(即习惯称的击穿)过程的一种广泛应用的理论。

“小桥理论”认为;变压器油发生火花放电的主要原因是杂质的影响。杂质由水分、纤维质(主要是受潮的纤维)等构成。杂质的电介常数ε约为变压器油的30~40倍(水的ε=81,变压器油的ε=2.2)。在电场中,杂质首先极化,被吸引向电场强度*强的地方,即电极附近,并按电力线方向排列。于是在电极附近形成了杂质“小桥”,如图所示,如果极间距离大、杂质少,只能形成断续的“小桥”,如图所示。“小桥”的电导率γ和介电常数都比变压器油大,从电磁场原理知,由于“小桥”的存在,会畸变油中的电场。因为纤维的介电常数大,使纤维端部处油中的电场加强,于是放电首先从这部分油中的电场开始发生和发展,油在高场强下游离而分解出气体,使气泡增大,游离又增强。而后逐渐发展,使整个油间隙在气体通道中发生火花放电,所以,火花放电就可能在较低的电压下发生。

如果极间距不大,杂质又足够多,则“小桥”可能连通道两个电极,如图所示,这时,由于“小桥”的电导较大,沿“小桥”流过很大电流(电流大小视电源容量而定),使“小桥”强烈发热。“小桥”中的水分和附近的油沸腾汽化,造成一个气体的通道—“气泡桥”而发生火花放电。如果纤维不受潮,则因“小桥”的电导很小,对于油的火花放电电压的影响也比较小。上述是杂质引起变压器油发生火花放电的基本过程。显然,它与“小桥”的加热过程相联系。

应当指出,上述过程的分析只适用于稳态电压(直流和工频)和比较均匀的电场。当冲击电压作用或电场极不均匀时,杂质不易形成“小桥”,它的作用只限于畸变电场,故其火花放电过程,主要决定于外加电压的大小。

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