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    局部放電產生的原因及危害

    1、局部放電產生的原因

    所謂“局部放電"是指在電場作用下,絕緣系統中只有部分區域發生放電而并沒有形成貫穿性放電通道的一種放電。產生局部放電的主要原因是電介質不均勻時,絕緣體各區域承受的電場強度不均勻,在某些區域電場強度達到擊穿場強而發生放電,而其它區域仍然保持絕緣的特性。大型電氣設備的絕緣結構比較復雜,使用的材料多種多樣,整個絕緣系統電場分布很不均勻。由于設計或制造工藝上不盡完善使絕緣系統中含有氣隙,或是在長期運行過程中絕緣受潮,水分在電場作用下發生分解產生氣體而形成氣泡。因為空氣的介電常數比絕緣材料的介電常數小,即使絕緣材料在不太高的電場作用下,氣隙氣泡部位的場強也會很高,當場強達到一定值后就會發生局部放電。另外絕緣內部存在缺陷或混入各種雜質,或者在絕緣結構中存在某些電氣連接不良,都會使局部電場集中,在電場集中的地方就有可能發生固體絕緣表面放電和懸浮電位。

    2、局部放電的類

    從局部放電發生的位置、放電過程和現象來看,局部放電可以分為內部放電、表面放電和電暈放電三種類型:

    ① 內部放電

    造成內部局部放電的常見原因是固體絕緣體內部存在氣隙或液體絕緣內部存在氣泡。絕緣內部氣隙發生放電的機理隨氣壓和電極系統的變化而異,從放電過程而論,可分為電子碰撞電離放電和流注放電兩類;在放電形式上可分為脈沖型(火花型)放電和非脈沖型(輝光型)放電兩種基本形式。一般情況下,局部放電都屬于脈沖型放電,可以在外加工頻電壓的一定相位上觀察到單個分離的放電脈沖。在理論上,內部放電的放電圖形在工頻正、負半波是對稱的,但由于氣隙或氣泡周圍絕緣材料的絕緣電阻并非理想情況下的無窮大,同時由于在放電中可能發生沿氣隙或氣泡壁表面放電等原因,實際的正、負工頻周期放電圖形是不完全對稱的,而且與電極系統的形式有很大的關系:電極系統結構越對稱,正、負工頻周期放電圖形就越對稱。

    ② 表面放電

    在電氣設備的高電壓端,由于電場集中,沿面放電場強又比較低,往往會產生表面局部放電;絕緣體表面放電的過程及機理與絕緣內部氣隙或氣泡放電的過程及機理相似,不同的是放電空間一端是絕緣介質,另一端是電極。如果電極系統是不對稱的,發生在工頻正、負半波的放電圖形也是不對稱的。當放電的一端是高壓電極,不放電的電極接地時,正半周放電量大而次數少,負半周放電次數多而放電量小。如果電極系統相反,則放電圖形也相反。

    ③ 電暈放電

    電暈放電通常發生在高壓導體周圍完全是氣體的情況下。由于氣體中的分子自由移動,放電產生的帶電質點不會固定在空間某一位置上。對于針-板電極系統,針尖附近場強最高而發生放電,由于負極性時容易發射電子,同時正離子撞擊陰極發生二次電子發射,使得放電在負極性時最先出現。當外加電壓較低時,電暈放電脈沖出現在外加電壓負半周90°相位附近,并幾乎對稱于90°;當電壓升高時,正半周會出現少量幅值大而數量少的放電脈沖。

    以上是三種最基本的局部放電形式。此外,絕緣體中存在水珠、導電雜質、電氣設備內部存在懸浮電位體也會引起局部放電;液體絕緣內部也可能出現固體表面局部放電和電暈放電。

    3、局部放電的危害

    局部放電對絕緣結構起著一種侵蝕作用,它對絕緣的破壞機理有以下幾個方面:

    ① 帶電粒子(電子、離子等)沖擊絕緣,破壞其分子結構,如纖維碎裂,因而絕緣受到損傷;

    ② 由于帶電離子的撞擊作用,使該絕緣出現局部溫度升高,從而易引起絕緣的過熱,嚴重時就會出現碳化;

    ③ 局部放電產生的臭氧(O3)及氮的氧化物(NO、NO2)會侵蝕絕緣,當遇有水分則產生硝酸,對絕緣的侵蝕更為劇烈;

    ④ 在局部放電時,油因電解及電極的肖特基輻射效應使油分解,加上油中原來存在些雜質,故易使紙層處凝集著因聚合作用生成的油泥(多在匝絕緣或其他絕緣的油楔處),油泥生成將使絕緣的介質損傷角tgδ激增,散熱能力降低,甚至導致熱擊穿的可能性。局部放電的持續發展會使絕緣的劣化損傷逐步擴大,最終使絕緣正常壽命縮短、短時絕緣強度降低,甚至可能使整個絕緣擊穿。

     

     

    發布時間:2021-7-16 訪問次數:705

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