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[电缆附件] 聊聊中压产品击穿的过程

P:2021-04-15 16:09:30

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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。像这种爬电一段距离后击穿的占耐压试验的绝大多数,直接击穿的非常少!

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:

电势分布.png

电场仿真:

电场强度分布.png

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:

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?

bell type annealer - 钟罩式退火 (0) 投诉

P:2021-04-15 16:28:18

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真专业!都研究到电子层级了!

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P:2021-04-15 16:38:05

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P:2021-04-15 16:44:18

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wswwbcg:

真专业!都研究到电子层级了!

还不一定对呢,朋友!因为看不见摸不着,只能用理论来分析呀!

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P:2021-04-16 07:49:18

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870382372:

一通乱分析,不知道对不对呢

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P:2021-04-16 08:55:57

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感觉楼主的分析思路还是比较靠谱的

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P:2021-04-16 09:09:32

8

不明觉厉

tubular-accumulator - 管式储线器 (0) 投诉

P:2021-04-16 09:54:36

9

615304295:

感觉楼主的分析思路还是比较靠谱的

提提意见与建议呀,朋友!

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