電氣設備是維持電網正常運行的基本元件，隻有在額定電壓與額定電流和良好工作環境下，設備才能安全運行，使之保持正常使用壽命。電氣設備若是處於超負荷或過電壓下運行，不僅使用壽命縮短，而且還可能造成絕緣擊穿而無法工作，導致電網停電事故的發生，給經濟社會造成極大的影響。

1 電氣設備絕緣擊穿的機理

1.1電氣設備絕緣的熱擊穿

電氣設備都設計在額定負荷下工作的，若設備處於超負荷下運行就會造成設備溫度升高，而溫度上升會加快絕緣老化的速度，這個速度就與被稱為8℃理論有關。例如A級絕緣的電設備，正常工作溫度長期在80℃時，絕緣壽命為40年;若長期工作溫度為88℃壽命隻有20年;當工作溫度達104℃時，則壽命隻有5年。所以電氣設備是不允許長期過負荷運行的，其根本原因就是考慮安全運行的使用壽命。

電氣設備長期過負荷運行，因溫度上升而發熱，而發熱與絕緣壽命有關，當設備發熱能量不能及時擴散出去，久之必將造成絕緣的擊穿，稱之為熱擊穿。電氣設備運行中的發熱，對絕緣的破壞是一個相對緩慢過程，主要表現為絕緣的老化，化學性質也發生變化，當設備溫度不斷上升，會加速絕緣老化進程，直至絕緣性能的喪失。如91看片在线免费下载常見到的某種使用過的塑料導線其外皮發硬發脆;又如橡膠絕緣導線經長期使用後，其外皮會開裂發粘，這實質上是過負荷發熱而造成絕緣的老化，當嚴重過熱將導致絕緣物碳化，絕緣物發黑而變成導體。

當電氣設備額定電壓與供電電壓不符，也會引起絕緣擊穿。如將220kV單相設備接入兩相380V電源上，馬上就會嚴重發熱、冒煙，發出一股焦糊味。又如常見刀閘的固體絕緣物受熱，從刀閘背麵流淌下來的情況，這是因為刀閘接觸不良或過負荷或金屬表麵氧化而產生的。一般可正常工作的設備，其發熱多為外部因素引起的，反映到設備本身即是過負荷而發熱，經過長時間發熱就會出現絕緣熱擊穿而不能正常運行了。

1.2電氣設備絕緣的電擊穿

電氣設備的熱擊穿包含著一個熱傳遞過程，破壞往往是絕緣物整體或大麵積。絕緣物接受大量熱能後，絕緣材料的化學性質發生變化，其破壞信息容易被91看片在线免费下载感覺器官所接受的。而另一種擊穿，即絕緣的電擊穿，則比較隱蔽，它的擊穿往往為瞬時過電壓所致，多數發生在電壓等級比較高的電氣設備上，最常見的雷電所造成的電擊穿。

電擊穿的機理是：瞬時高電壓在固體絕緣最薄處擊穿，形成一貫穿性的狹小通道，在這通道內折出碳的小顆粒。因電擊穿是永久的不可逆的，由於瞬時高電壓作用，狹小通道擊穿所需能量及吸收的能量都不大，局部溫度還來不及向周圍擴散，電擊穿過程已結束了。

電擊穿後的絕緣介質與擊穿以前完好的絕緣介質，從表麵上看其形態是沒有區別的，這就容易給人們造成錯覺，即感覺上不認為絕緣材料已經擊穿了。較為典型的事例是：白光燈啟輝器中電容的擊穿，這是日常生活中常見的現象。日光燈燈管兩端發紅，就是啟不了輝，日光燈亮不起來。原因是啟輝器中的電容擊穿了，其擊穿是瞬時過電壓而造成的。擊穿過程是：當啟輝器中的氖氣管內的觸頭變冷斷開時，鎮流器產生很高自感電動勢，這一瞬間過電壓加在燈管兩端，同時也加到電容器兩端而造成電容被擊穿。你隻要將啟輝器中電容取下，日光燈即可恢複正常發亮。91看片在线免费下载仔細觀察該電容，是看不出有任何異常及有被破壞痕跡，但電容確實被擊穿而壞了。

這裏91看片在线免费下载應當了解到，某些設備的電擊穿並不立即就能反映出其內部故障，而是要經曆了由電擊穿到熱擊穿後才明顯地反映出故障特征。如配電變壓器遭受雷擊，其首端匝間線圈絕緣出現電擊穿，起初很難發現有任何異常，待運行一段時間後發展到鄰近匝間或層間絕緣也擊穿，才明顯表現出故障的特征。由此可見，高壓設備的過電壓保護是設備安全運行的重要措施，所以高壓設備一定要設置絕緣擊穿保護。

2 電氣設備絕緣擊穿的保護

電氣設備若是處於過負荷或瞬時過電壓下運行，其絕緣必將遭受擊穿而損壞。為此，電氣設備必須設置絕緣擊穿保護裝置，以確保設備的安全運行。

如電網中最常見的配電變壓器，一般設有跌落式熔斷器和避雷器兩種保護裝置。其中跌落式熔斷器是配變過電流保護，防止配變絕緣的熱擊穿，而避雷器則是配變瞬時過電壓保護，防止配變絕緣的電擊穿。避雷器不僅隻用於防止雷擊，而且還可以用來防止配變空載時倒閘操作產生的過電壓。因此要求避雷器應安裝在配變三相上，並接於熔斷器下方，而不能接於熔斷器上方。但避雷器受到自身熱容量的限製，不能耐受較長時間的過電壓，否則會爆炸，這點在選擇避雷器參數時需加考慮。

從避雷器保護原理可知，避雷器的擊穿先於被保護設備絕緣的擊穿，但普通帶有間隙避雷器的擊穿存在兩個時延，即統計時延和放電形成的時延。這表明當電壓達到避雷器間隙擊穿電壓時，避雷器並不立即擊穿放電，而是要經過兩個時延後才擊穿放電。兩個時延又具有統計性，這就使得加在絕緣上的電壓是一個範圍值，而非一個定值，這給絕緣保護配合帶來了困難，因而要求絕緣要有較大的裕度。隨著科學技術的發展，更加科學更加完善保護裝置的出現，必將會降低電氣設備對絕緣配合的要求，因而也會較少出現絕緣的問題。

在絕緣保護裝置的設置上，對低電壓設備一般不要求設置瞬時過電壓保護，隻設過電流的保護，除非在有可能受到雷電影響下才設過電壓保護。其過電流保護電器有：熔斷器、熔斷管、空氣開關內的過電流保護、熱繼電器的過電流保護及某些繼電器保護裝置等。因為低壓設備的額定電壓較低，即使出現3-5倍的過電壓，對低壓設備的絕緣來說還是相對較低的電壓，因而不需要設置瞬時過電壓保護。

但某些設備要求設置較長時間過電壓保護，如電壓繼電器保護裝置，它實質上是防止絕緣的熱擊穿。由此可見，低壓設備的保護，還是防止絕緣熱擊穿為主要內容。

但熔斷器保護也存在有不足之處，從熔斷器的安時特性可知，熔斷器過流倍數越大，熔斷時間越短，一般的過電流即使在200%的過流，也難於在短時間內將熔絲熔斷，因此它一般隻作短路故障保護，不能起到過負荷保護作用。