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華天電力專業(yè)生產(chǎn)局部放電測試儀(又稱變壓器局部放電試驗),接下來為大家分享局部放電的原因和需要注意的危害。
1.局部放電的原因
所謂的“局部放電"是指這樣的放電,其中僅絕緣系統(tǒng)的一部分在電場的作用下放電而沒有形成貫通的放電通道。局部放電的主要原因是,當(dāng)電介質(zhì)不均勻時,絕緣體的每個區(qū)域的電場強(qiáng)度都不均勻。在某些區(qū)域,電場強(qiáng)度達(dá)到擊穿場強(qiáng)并發(fā)生放電,而其他區(qū)域仍保持絕緣特性。大型電氣設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,使用的材料多種多樣,整個絕緣系統(tǒng)的電場分布很不均勻。由于設(shè)計或制造過程不*,絕緣系統(tǒng)中存在氣隙,或長期使用時絕緣層受潮,水在電場的作用下分解,產(chǎn)生氣體并形成氣泡。因為空氣的介電常數(shù)小于絕緣材料的介電常數(shù),所以即使絕緣材料在不太高的電場作用下,氣隙氣泡的場強(qiáng)也會非常高,并且當(dāng)發(fā)生絕緣時會發(fā)生局部放電場強(qiáng)達(dá)到一定值。此外,絕緣體中存在缺陷或混入了各種雜質(zhì),或者絕緣體結(jié)構(gòu)中的電氣連接不良,會導(dǎo)致局部電場集中,并且在絕緣體表面可能會發(fā)生固體絕緣體表面放電和浮置電位放電。
2.局部放電的類型
根據(jù)位置,放電過程和局部放電現(xiàn)象,局部放電可分為內(nèi)部放電,表面放電和電暈放電三種。
1)內(nèi)部放電
內(nèi)部局部放電的常見原因是固體絕緣體中存在氣隙或液體絕緣體中存在氣泡。絕緣體內(nèi)部氣隙中的放電機(jī)理隨氣壓和電極系統(tǒng)的變化而變化。從放電過程來看,它可以分為兩種:電子碰撞電離放電和流光放電;電子碰撞電離放電和流光放電。在放電形式上,可分為脈沖式(火花式)放電)和非脈沖式(輝光式)放電是兩種基本形式。通常,局部放電是脈沖放電,并且可以在外部加工頻率電壓的特定相位觀察到單個分離的放電脈沖。從理論上講,內(nèi)部放電的放電模式在電源頻率的正負(fù)半波中是對稱的,但是在理想條件下,氣隙或氣泡周圍的絕緣材料的絕緣電阻不是無限的,并且放電可能會沿著氣隙發(fā)生?;蛴捎跉馀荼诘谋砻娣烹姡瑢嶋H的正,負(fù)工頻周期放電模式并不對稱,并且與電極系統(tǒng)的形式有很大關(guān)系:電極系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越對稱,正電極和負(fù)電極負(fù)電源頻率的周期性放電模式越對稱。
2)表面放電
在電氣設(shè)備的高壓端,由于電場的集中和相對較低的蠕變放電場強(qiáng)度,經(jīng)常會產(chǎn)生表面局部放電。絕緣子表面放電的過程和機(jī)理與內(nèi)部空氣間隙或絕緣子的氣泡放電相似,但不同之處是放電空間的一端是絕緣介質(zhì),另一端是電極。如果電極系統(tǒng)不對稱,則在電源頻率的正半波和負(fù)半波中出現(xiàn)的放電模式也是不對稱的。當(dāng)放電的一端是高壓電極而未放電的電極接地時,正半周放電量大,但次數(shù)少,負(fù)半循環(huán)放電次數(shù)多,但放電量少。如果電極系統(tǒng)是相反的,則放電方式也是相反的。
3)電暈放電
當(dāng)高壓導(dǎo)體被氣體包圍時,通常會發(fā)生電暈放電。由于氣體中的分子自由移動,因此放電產(chǎn)生的帶電粒子將不會固定在空間的某個位置。對于針板電極系統(tǒng),針尖附近的場強(qiáng),并且會發(fā)生放電。因為負(fù)極易于發(fā)射電子,并且正離子撞擊陰極導(dǎo)致二次電子發(fā)射,所以當(dāng)負(fù)極發(fā)生放電時首先出現(xiàn)。當(dāng)施加的電壓較低時,電暈放電脈沖出現(xiàn)在施加電壓的負(fù)半周的90°相附近,并且?guī)缀鯇ΨQ于90°;當(dāng)電壓增加時
以上是局部放電的三種最基本形式。此外,在絕緣子中存在水滴,導(dǎo)電雜質(zhì)以及電氣設(shè)備中存在懸浮的電勢體也會引起局部放電。液體絕緣層內(nèi)部也可能發(fā)生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(jié)構(gòu)有腐蝕作用,其對絕緣的破壞機(jī)理有以下幾個方面:
①帶電粒子(電子,離子等)撞擊絕緣并破壞其分子結(jié)構(gòu),例如纖維破碎,因此絕緣層受損。
②由于帶電離子的影響,絕緣層局部溫度升高,容易引起絕緣層過熱,嚴(yán)重時會發(fā)生碳化;
③部分放電產(chǎn)生的臭氧(O3)和氮氧化物(NO,NO2)會腐蝕絕緣體,暴露于濕氣中會產(chǎn)生硝酸,嚴(yán)重腐蝕絕緣體;
④在局部放電過程中,油由于電解和電極的肖特基輻射效應(yīng)而分解,油中有一些雜質(zhì)。因此很容易使紙層附聚聚合所產(chǎn)生的污泥(主要是在絕緣層或其他絕緣油楔處)。
淤渣的形成會急劇增加絕緣體的介電破壞角tgδ,降低散熱能力,甚至引起熱擊穿的可能性。局部放電的不斷發(fā)展將逐漸擴(kuò)大絕緣的劣化,最終將縮短絕緣的正常壽命,降低短期絕緣強(qiáng)度,甚至可能導(dǎo)致整個絕緣擊穿。淤渣的形成會急劇增加絕緣體的介電破壞角tgδ,降低散熱能力,甚至引起熱擊穿的可能性。局部放電的不斷發(fā)展將逐漸擴(kuò)大絕緣的劣化,最終將縮短絕緣的正常壽命,降低短期絕緣強(qiáng)度,甚至可能導(dǎo)致整個絕緣擊穿。淤渣的形成會急劇增加絕緣體的介電破壞角tgδ,降低散熱能力,甚至引起熱擊穿的可能性。局部放電的不斷發(fā)展將逐漸擴(kuò)大絕緣的劣化,最終將縮短絕緣的正常壽命,降低短期絕緣強(qiáng)度,甚至可能導(dǎo)致整個絕緣擊穿。
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