根據(jù)局部放電產(chǎn)生的機(jī)理和發(fā)生的位置,大致可將電氣設(shè)備中發(fā)生的局部放電類型分為三種:1)絕緣介質(zhì)內(nèi)部的局部放電;2)絕緣介質(zhì)表面的局部放電;3)高壓電極的電暈放電。上一篇博文我們?yōu)榇蠹医榻B了絕緣介質(zhì)內(nèi)部的局部放電特點(diǎn),接下來(lái)我們來(lái)談一談絕緣介質(zhì)表面的局部放電,一起來(lái)看看吧。
沿介質(zhì)表面的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到其擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的局部放電稱為表面局部放電。它主要存在于不均勻的電場(chǎng)中,比如電極邊緣處。按照矢量分析方法,可以將電場(chǎng)分解為具有平行于介質(zhì)表面的電場(chǎng)分量Ea和垂直于介質(zhì)表面的電場(chǎng)分量Eb。因?yàn)榻橘|(zhì)沿面的擊穿電壓遠(yuǎn)低于介質(zhì)內(nèi)部的擊穿場(chǎng)強(qiáng),所以只要電極邊緣Ea分量較高的時(shí),沿介質(zhì)表面就會(huì)發(fā)生放電。沿介質(zhì)表面發(fā)生滑閃放電時(shí),電極邊緣處介質(zhì)的等效電路。因?yàn)樯婕暗挠?jì)算公式比較復(fù)雜,這里就不為大家一一贅述了。
由等效電路及計(jì)算公式可得,局部放電的起始電場(chǎng)強(qiáng)度E隨絕緣厚度d的減小而增大。因此,為防止局部放電產(chǎn)生,常人為提高電極邊緣處的局部放電平均起始場(chǎng)強(qiáng)。目前常用以下幾種措施:①改善表面的電場(chǎng)分布,在電極邊緣介質(zhì)表面涂以半導(dǎo)電層;②將介質(zhì)表面浸在絕緣油中,絕緣油相對(duì)介電常數(shù)比空氣大而改善了電場(chǎng)分布,油的擊穿場(chǎng)強(qiáng)也高于空氣,使得起始放電電壓比在空氣中高;③采用n層厚度為d/n的絕緣層代替厚度為d的絕緣層,層間用金屬化片隔開(kāi),這樣就提高了電極邊緣局部放電的起始電壓及平均起始場(chǎng)強(qiáng)。
我們?cè)賮?lái)看表面局部放電的放電波形,在對(duì)稱系統(tǒng)中,一般情況下電場(chǎng)分布是對(duì)稱的,即兩個(gè)電極邊緣場(chǎng)強(qiáng)是一樣的。因此產(chǎn)生放電的概率基本相同,放電的圖形也是基本對(duì)稱的,即正負(fù)兩半波的放電波形基本相同。
在不對(duì)稱系統(tǒng)中,例如表面局部放電時(shí)只發(fā)生在一個(gè)電極的邊緣,那么放電波形就不是對(duì)稱的。如下圖,產(chǎn)生邊緣放電的電極處于交流工作電壓時(shí),正半周出現(xiàn)的脈沖群大而稀,負(fù)半周出現(xiàn)的脈沖群是小而密。這主要是因?yàn)閷?dǎo)體在負(fù)極性時(shí)容易發(fā)射電子,正離子撞擊陰極同時(shí)發(fā)射二次電子,使得電極周圍氣體的起始放電電壓降低,因而放電脈沖數(shù)多但放電量小。如果放電的電極接低壓端,不放電的電極接高壓端,則放電波形的極性也隨之反向,變成負(fù)半周出現(xiàn)的脈沖群大而稀,正半周出現(xiàn)的脈沖群小而密。
表面局部放電波形
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