绝缘介质的电劣化

油纸绝缘在其老化过程中会受到电场、温度、水分、氧气等众多因素的影响，热老化对油纸绝缘的寿命起着决定作用，而电老化对绝缘造成的危害也不可忽略。在电场作用下，油纸绝缘的老化可能因电过程、热过程、电化学过程而引起，最终导致绝缘击穿。由于固体绝缘材料没有自恢复功能，所以电老化对绝缘材料的破坏比较严重。绝缘材料击穿的机理非常复杂，其中包括一系列在绝缘内部或者表面发生的物理变化和化学变化，具体可以分为三大类:热击穿、电击穿和电化学击穿。

①电击穿
绝缘介质的电击穿是指仅仅由于电场的作用而直接使介质破坏并丧失绝缘性能的现象。在介质的电导很小，又有良好的散热条件以及介质内部不存在局部放电的情况下，绝缘介质的击穿通常为电击穿，电击穿的过程很短，约在10^-7s内完成，击穿场强较高，可达105-106kV/m。电击穿的主要特征：1）与周围环境温度有关；2）除时间很短外，与电压作用时间关系不大；3）介质发热不显著；4）电场均匀程度对击穿有显著影响。

②热击穿
热击穿是指固体介质在电场的作用下因介质损耗而发热，如果周围环境温度高，散热条件不好，介质温度将不断上升而导致绝缘的破坏，如介质分解、熔化、碳化或烧焦，从而引起击穿的现象。绝缘介质的发热时由于在电场作用下，介质的电导和非位移极化等原因造成的介质损耗将电场能转变成热能，热量积累，使绝缘介质的温度升高，电导和非位移极化等原因造成的介质损耗随着温度的升高而增大，又导致绝缘介质的温度的再升高，产生的热量大于散失的热量从而导致绝缘介质发生热击穿。由于热击穿有一个热量积累过程，所以击穿时间较长，不像电击穿那样迅速，击穿电压较低，并且热击穿与环境、电压作用时间、电源频率及介质本身有关。

③电化学击穿
电化学击穿是指绝缘介质在长期工作电压作用下，由于介质内部发生局部放电等原因，使绝缘劣化，电气强度逐步下降并引起击穿的现象。绝缘介质不可避免地存在裂纹、气隙、结块以及杂质等缺陷，当所加的电场强度超过缺陷区的击穿场强时，就会在缺陷处首先发生局部击穿。局部放电主要带来多方面影响，首先产生热量和电离，从而加剧空穴周围介质发生电损害，如切断分子结构，导致介质破坏，形成预击穿通道；其次温升使局部介质损耗增加；最后局部放电产生的活性气体如臭氧、氢气、低分子碳氧化合物等，对介质的氧化和腐蚀等作用。