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局部放电的种类及特点
点击次数:7942 发布时间:2017-06-21

今天小编给大家分享的是一篇技术型文章,局部放电的的概念想必大家多少都知道,但是局部放电的种类和特点呢?下面一起跟着小编来学习一下吧!

 

局部放电的种类及特点

 

电介质的局部放电是一种非常复杂的物理现象,通常情况下,可以将局部放电的种类分为气隙放电、电晕放电和沿面放电三种。实验表明,当放电量q<2×10 -8库仑时为脉冲状放电。当放电量q>2×10 -8库仑时为持续火花放电。

 

1.1 气隙放电

 

绝缘介质在加工的过程中,由于工艺和材料的缺陷,绝缘体内会存在杂质或气隙,形成绝缘介质中的缺陷。一般情况气隙中充满空气或碳氢气体,压力接近大气压(绝缘油中也会出现类似的气泡)。当外施交变高压时,绝缘缺陷处将发生局部的、重复的击穿。该现象通常是在高电场强度下,在绝缘体内电气强度较低的部位发生,产生局部放电的条件取决于绝缘装置中的电场分布和绝缘的电气物理性能。

 

1.2 电晕放电

 

电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式,是极不均匀电场的特征之一。电力系统中所遇到的绝缘结构大多是不均匀的。不均匀电场的形式很多,绝大多数是不对称电场。在电场极不均匀时,随间隙上所加电压的升高,在大曲率电极附近很小范围内的电场足以使空气发生游离,而间隙中大部分区域的电场仍然很小。于是在大曲率电极附近很薄一层空气中将具备自持放电(即外界游离因素不存在,间隙中的放电仅靠电场作用继续进行下去)的条件。放电仅局限在大曲率电极周围很小的范围内,而整个间隙尚未击穿。在导体壳的曲率半径小的地方,特别是,其电荷密度很大。在紧邻带电表面处,电场E与电荷密度σ成正比,故在导体的处场强很强(即E和σ都极大)。所以在空气周围的导体电势升高时,这些之处能产生电晕放电。这是由于大曲率周围的强电场区的气体游离造成的。伴随强电场区中的游离、复合,激励和反激励,发出大量光子,使起晕电极周围有薄薄的紫色光层,称为电晕层,电晕层以外的电场很弱,不再发生游离。

 

易产生电晕放电的电气设备是高压输电线路。通常均将空气视为非导体,但空气中含有少数由宇宙线照射而产生的离子,带正电的导体会吸引周围空气中的负离子而自行徐徐中和。若带电导体有,该处附近空气中的电场强度它与其他形式的放电有本质的区别,电晕放电时的电流强度并不取决于电路中的阻抗,而取决于电极外气体空间的电导。这就取决于外加电压、电极形状、极间距离、气体的性质和密度(天气湿度以及空气的流动速度)等。

 

另外在线路接头、绝缘子铁脚和铁帽处(以铁脚处为主),属于开放性气隙放电,因此有极性效应。当电场刚刚超过临界场强时,出现强烈的放电,随着时间的推移,放电点周围的空间电荷越聚越多,放电表面的绝缘特性也发生变化,致使放电点周围场强减小,从而放电强度下降,频度和幅值都有所减小。因此,放电脉冲集中出现在电压的上升沿和下降沿,相位范围较窄小且由于放电的极性效应对放电点附近电场强度的影响,工频负半周的脉冲数目略多于正半周,但正、半周各有1个脉冲集中区。单相线路负极性电晕脉冲集中分布在外加电压210°-270°相位范围内,正极性电晕脉冲主要分布在外加电压30°-90°相位范围内。在工频过零后0-3ms内发生电晕放电的概率zui高。

 

1.3 沿面放电

 

电气设备中用来固定支撑带电部分的固体介质,多数是在空气中。当电压超过一定限制时,常在固体介质和空气的分界面上出现沿着固体介质表面的放电现象,称为沿面放电(或称沿面闪络)。下面以具有代表性的绝缘子为例描述沿面放电发展的过程。

 

在线运行的绝缘子,在自然环境中,受到氮氧化物以及颗粒性尘埃等大气环境的影响,在其表面逐渐沉积了一层污秽物。在天气干燥的情况下,这些表面带有污秽物的绝缘子保持着较高的绝缘水平,其放电电压和洁净、干燥状态时的绝缘子接近。然而,当遇有雾、露、毛毛雨以及融冰、融雪等潮湿天气时,绝缘子表面污秽物吸收水分,使污层中的电解质溶解、电离,导致污层电导增加。这时,绝缘子的表面泄漏电流就会增加。由于绝缘子的形状、结构尺寸的影响以及绝缘子表面污层分布不均和潮湿程度不同等因素,使绝缘子表面各部位的电流密度不同。泄漏电流的热效应使绝缘子表面电导层温度升高,其结果是在电流密度比较大的部位形成了干燥带。例如悬式绝缘子的钢脚附近,棒式支柱绝缘子的裙和芯棒交接处,往往电流密度较大。干燥带的形成促使绝缘子表面电压分布更加不均匀,干燥带承担较高的电压。当干燥带承受的电场强度足够大时,将产生辉光放电。随着泄漏电流的增大,辉光放电有可能转变为局部电弧。这时,污秽绝缘子的表面放电模型,相当于表面局部电弧串联着一段污层电阻。局部电弧的热效应,会使干燥带扩大,局部电弧沿着干燥带旋转,不断适应自己的长度。此时局部电弧有可能熄灭,也有可能发展。当干燥带长度扩大到电弧无法维持时,电弧就会熄灭;但如果绝缘子表面电导率继续增大,污层电阻不断减小时,绝缘子表面的泄漏电流将继续增大,局部电弧就不断向对极发展。当局部电弧不断发生和发展,达到和超过临界状态时,电弧贯穿两极,完成闪络。

 

沿面放电是一种特殊的气体放电现象,沿面闪络电压比气体或者固体单独作为绝缘介质时的击穿电压都低。影响沿面放电电压的主要因素有:电场分布情况、电压波形、介质表面状态、空气污秽程度、气候条件等等。

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