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2017-6-21 閱讀(12226)
今天小編給大家分享的是一篇技術(shù)型文章，局部放電的的概念想必大家多少都知道，但是局部放電的種類和特點(diǎn)呢？下面一起跟著小編來(lái)學(xué)習(xí)一下吧！
電介質(zhì)的局部放電是一種非常復(fù)雜的物理現(xiàn)象，通常情況下，可以將局部放電的種類分為氣隙放電、電暈放電和沿面放電三種。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)放電量q<2×10 -8庫(kù)侖時(shí)為脈沖狀放電。當(dāng)放電量q>2×10 -8庫(kù)侖時(shí)為持續(xù)火花放電。
絕緣介質(zhì)在加工的過(guò)程中，由于工藝和材料的缺陷，絕緣體內(nèi)會(huì)存在雜質(zhì)或氣隙，形成絕緣介質(zhì)中的缺陷。一般情況氣隙中充滿空氣或碳?xì)錃怏w，壓力接近大氣壓(絕緣油中也會(huì)出現(xiàn)類似的氣泡)。當(dāng)外施交變高壓時(shí)，絕緣缺陷處將發(fā)生局部的、重復(fù)的擊穿。該現(xiàn)象通常是在高電場(chǎng)強(qiáng)度下，在絕緣體內(nèi)電氣強(qiáng)度較低的部位發(fā)生，產(chǎn)生局部放電的條件取決于絕緣裝置中的電場(chǎng)分布和絕緣的電氣物理性能。
電暈放電是極不均勻電場(chǎng)所*的一種自持放電形式，是極不均勻電場(chǎng)的特征之一。電力系統(tǒng)中所遇到的絕緣結(jié)構(gòu)大多是不均勻的。不均勻電場(chǎng)的形式很多，絕大多數(shù)是不對(duì)稱電場(chǎng)。在電場(chǎng)極不均勻時(shí)，隨間隙上所加電壓的升高，在大曲率電極附近很小范圍內(nèi)的電場(chǎng)足以使空氣發(fā)生游離，而間隙中大部分區(qū)域的電場(chǎng)仍然很小。于是在大曲率電極附近很薄一層空氣中將具備自持放電(即外界游離因素不存在，間隙中的放電僅靠電場(chǎng)作用繼續(xù)進(jìn)行下去)的條件。放電僅局限在大曲率電極周圍很小的范圍內(nèi)，而整個(gè)間隙尚未擊穿。在導(dǎo)體殼的曲率半徑小的地方，特別是，其電荷密度很大。在緊鄰帶電表面處，電場(chǎng)E與電荷密度σ成正比，故在導(dǎo)體的處場(chǎng)強(qiáng)很強(qiáng)（即E和σ都極大）。所以在空氣周圍的導(dǎo)體電勢(shì)升高時(shí)，這些之處能產(chǎn)生電暈放電。這是由于大曲率周圍的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)的氣體游離造成的。伴隨強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)中的游離、復(fù)合，激勵(lì)和反激勵(lì)，發(fā)出大量光子，使起暈電極周圍有薄薄的紫色光層，稱為電暈層，電暈層以外的電場(chǎng)很弱，不再發(fā)生游離。
易產(chǎn)生電暈放電的電氣設(shè)備是高壓輸電線路。通常均將空氣視為非導(dǎo)體，但空氣中含有少數(shù)由宇宙線照射而產(chǎn)生的離子，帶正電的導(dǎo)體會(huì)吸引周圍空氣中的負(fù)離子而自行徐徐中和。若帶電導(dǎo)體有，該處附近空氣中的電場(chǎng)強(qiáng)度它與其他形式的放電有本質(zhì)的區(qū)別，電暈放電時(shí)的電流強(qiáng)度并不取決于電路中的阻抗，而取決于電極外氣體空間的電導(dǎo)。這就取決于外加電壓、電極形狀、極間距離、氣體的性質(zhì)和密度(天氣濕度以及空氣的流動(dòng)速度)等。
另外在線路接頭、絕緣子鐵腳和鐵帽處(以鐵腳處為主)，屬于開(kāi)放性氣隙放電，因此有極性效應(yīng)。當(dāng)電場(chǎng)剛剛超過(guò)臨界場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，出現(xiàn)強(qiáng)烈的放電，隨著時(shí)間的推移，放電點(diǎn)周圍的空間電荷越聚越多，放電表面的絕緣特性也發(fā)生變化，致使放電點(diǎn)周圍場(chǎng)強(qiáng)減小，從而放電強(qiáng)度下降，頻度和幅值都有所減小。因此，放電脈沖集中出現(xiàn)在電壓的上升沿和下降沿，相位范圍較窄小且由于放電的極性效應(yīng)對(duì)放電點(diǎn)附近電場(chǎng)強(qiáng)度的影響，工頻負(fù)半周的脈沖數(shù)目略多于正半周，但正、半周各有1個(gè)脈沖集中區(qū)。單相線路負(fù)極性電暈脈沖集中分布在外加電壓210°-270°相位范圍內(nèi)，正極性電暈脈沖主要分布在外加電壓30°-90°相位范圍內(nèi)。在工頻過(guò)零后0-3ms內(nèi)發(fā)生電暈放電的概率zui高。
電氣設(shè)備中用來(lái)固定支撐帶電部分的固體介質(zhì)，多數(shù)是在空氣中。當(dāng)電壓超過(guò)一定限制時(shí)，常在固體介質(zhì)和空氣的分界面上出現(xiàn)沿著固體介質(zhì)表面的放電現(xiàn)象，稱為沿面放電(或稱沿面閃絡(luò))。下面以具有代表性的絕緣子為例描述沿面放電發(fā)展的過(guò)程。
在線運(yùn)行的絕緣子，在自然環(huán)境中，受到氮氧化物以及顆粒性塵埃等大氣環(huán)境的影響，在其表面逐漸沉積了一層污穢物。在天氣干燥的情況下，這些表面帶有污穢物的絕緣子保持著較高的絕緣水平，其放電電壓和潔凈、干燥狀態(tài)時(shí)的絕緣子接近。然而，當(dāng)遇有霧、露、毛毛雨以及融冰、融雪等潮濕天氣時(shí)，絕緣子表面污穢物吸收水分，使污層中的電解質(zhì)溶解、電離，導(dǎo)致污層電導(dǎo)增加。這時(shí)，絕緣子的表面泄漏電流就會(huì)增加。由于絕緣子的形狀、結(jié)構(gòu)尺寸的影響以及絕緣子表面污層分布不均和潮濕程度不同等因素，使絕緣子表面各部位的電流密度不同。泄漏電流的熱效應(yīng)使絕緣子表面電導(dǎo)層溫度升高，其結(jié)果是在電流密度比較大的部位形成了干燥帶。例如懸式絕緣子的鋼腳附近，棒式支柱絕緣子的裙和芯棒交接處，往往電流密度較大。干燥帶的形成促使絕緣子表面電壓分布更加不均勻，干燥帶承擔(dān)較高的電壓。當(dāng)干燥帶承受的電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大時(shí)，將產(chǎn)生輝光放電。隨著泄漏電流的增大，輝光放電有可能轉(zhuǎn)變?yōu)榫植侩娀?。這時(shí)，污穢絕緣子的表面放電模型，相當(dāng)于表面局部電弧串聯(lián)著一段污層電阻。局部電弧的熱效應(yīng)，會(huì)使干燥帶擴(kuò)大，局部電弧沿著干燥帶旋轉(zhuǎn)，不斷適應(yīng)自己的長(zhǎng)度。此時(shí)局部電弧有可能熄滅，也有可能發(fā)展。當(dāng)干燥帶長(zhǎng)度擴(kuò)大到電弧無(wú)法維持時(shí)，電弧就會(huì)熄滅;但如果絕緣子表面電導(dǎo)率繼續(xù)增大，污層電阻不斷減小時(shí)，絕緣子表面的泄漏電流將繼續(xù)增大，局部電弧就不斷向?qū)O發(fā)展。當(dāng)局部電弧不斷發(fā)生和發(fā)展，達(dá)到和超過(guò)臨界狀態(tài)時(shí)，電弧貫穿兩極，完成閃絡(luò)。
沿面放電是一種特殊的氣體放電現(xiàn)象，沿面閃絡(luò)電壓比氣體或者固體單獨(dú)作為絕緣介質(zhì)時(shí)的擊穿電壓都低。影響沿面放電電壓的主要因素有:電場(chǎng)分布情況、電壓波形、介質(zhì)表面狀態(tài)、空氣污穢程度、氣候條件等等。
