局部放電主要構(gòu)造

一、概述

    隨著電力系統(tǒng)電壓的不斷提高，電氣設(shè)備在工作電壓下的局部放電是使絕緣老化并發(fā)展到擊穿的重要原因。試驗(yàn)是檢測(cè)絕緣內(nèi)部局部放電的*的方法。因此，局部放電試驗(yàn)已被定為高壓設(shè)備絕緣試驗(yàn)的重要項(xiàng)目之一。
一、特征
    局部放電是指發(fā)生在電極之間但并未貫穿電極的放電，它是由于設(shè)備絕緣內(nèi)部存在弱點(diǎn)或生產(chǎn)過程中造成的缺陷，在高電場(chǎng)強(qiáng)度作用下發(fā)生重復(fù)擊穿和熄滅的現(xiàn)象。它表現(xiàn)為絕緣內(nèi)氣體的擊穿、小范圍內(nèi)固體或液體介質(zhì)的局部擊穿或金屬表面的邊緣及尖角部位場(chǎng)強(qiáng)集中引起局部擊穿放電等。這種放電的能量是很小的，所以它的短時(shí)存在并不影響到電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度。但若電氣設(shè)備絕緣在運(yùn)行電壓下不斷出現(xiàn)局部放電，這些微弱的放電將產(chǎn)生累積效應(yīng)會(huì)使絕緣的介電性能逐漸劣化并使局部缺陷擴(kuò)大，后導(dǎo)致整個(gè)絕緣擊穿。
    局部放電是一種復(fù)雜的物理過程，除了伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移和電能的損耗之外，還會(huì)產(chǎn)生電磁輻射、超聲波、光、熱以及新的生成物等。從電性方面分析，產(chǎn)生放電時(shí)，在放電處有電荷交換、有電磁波輻射、有能量損耗。明顯的是反映到試品施加電壓的兩端，有微弱的脈沖電壓出現(xiàn)。當(dāng)試品中的氣隙放電時(shí)，相當(dāng)于試品失去電荷q，并使其端電壓突然下降△U，這個(gè)一般只有微伏級(jí)的電源脈沖疊加在千伏級(jí)的外施電壓上。所有局部放電測(cè)試設(shè)備的工作原理，就是將這種電壓脈沖檢測(cè)出來(lái)。其中電荷q稱為視在放電量。
三、局部放電的機(jī)理
 1.局部放電的發(fā)生機(jī)理
   局部放電的發(fā)生機(jī)理可以用三電容模型來(lái)描述

圖1-1 電極組合的電氣等值回路

 描述局部放電幾個(gè)主要參量。
 (1)視在放電電荷q。它是指將該電荷瞬時(shí)注入試品兩端時(shí)，引起試品兩端電壓的瞬時(shí)變化量與局部放電本身所引起的電壓瞬時(shí)變化量相等的電荷量，視在電荷一般用pC(皮庫(kù))來(lái)表示。
(2)局部放電的試驗(yàn)電壓。它是指在規(guī)定的試驗(yàn)程序中施加的規(guī)定電壓，在此電壓下，試品不呈現(xiàn)超過規(guī)定量值的局部放電。
(3)局部放電能量。是指因局部放電脈沖所消耗的能量。
(4)局部放電起始電壓V_i。當(dāng)加于試品上的電壓從未測(cè)量到局部放電的較低值逐漸增加時(shí)，直至在試驗(yàn)測(cè)試回路中觀察到產(chǎn)生這個(gè)放電值的低電壓。實(shí)際上，起始電壓ui是局部放電量值等于或超過某一規(guī)定的低值的低電壓。
(5)局部放電熄滅電壓V_e。當(dāng)加于試品上的電壓從已測(cè)到局部放電的較高值逐漸降低時(shí)，直至在試驗(yàn)測(cè)量回路中觀察不到這個(gè)放電值的低電壓。實(shí)際上，熄滅電壓ue是局部放電量值等于或小于某一規(guī)定值時(shí)的低電壓。

3、.局部放電的分類

    局部放電是由于電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部存在的，在一定外施電壓下發(fā)生的局部的和重復(fù)的擊穿和熄滅現(xiàn)象。隨著絕緣內(nèi)部局部放電的發(fā)生，將伴隨著如光、熱、噪音、電脈沖、介質(zhì)損耗的增大和電磁波放射等現(xiàn)象的發(fā)生。這種放電可能出現(xiàn)在固體絕緣的空穴中，也可能在液體絕緣的氣泡中，或不同介電特性的絕緣層間，或金屬表面的邊緣尖角部位。所以以放電類型來(lái)分，大致可分為絕緣材料內(nèi)部放電、表面放電及電暈放電。
(1)內(nèi)部放電
   在電氣設(shè)備的絕緣系統(tǒng)中，各部位的電場(chǎng)強(qiáng)度往往是不相等的，當(dāng)局部區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到電介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，該區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)放電，但這種放電并沒有貫穿施加電壓的兩導(dǎo)體之間，即整個(gè)絕緣系統(tǒng)并沒有擊穿，仍然保持絕緣性能，發(fā)生在絕緣體內(nèi)的稱為內(nèi)部局部放電。
 (2)表面放電
   如在電場(chǎng)中介質(zhì)有一平行于表面的場(chǎng)強(qiáng)分量，當(dāng)其這個(gè)分量達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，則可能出現(xiàn)表面放電。這種情況可能出現(xiàn)在套管法蘭處、電纜終端部，也可能出現(xiàn)在導(dǎo)體和介質(zhì)彎角表面處，見圖1-2。內(nèi)介質(zhì)與電極間的邊緣處，在r點(diǎn)的電場(chǎng)有一平行于介質(zhì)表面的分量，當(dāng)電場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí)則產(chǎn)生表面放電。

圖1-2 介質(zhì)表面出現(xiàn)的局部放電

(3)電暈放電
    電暈放電是在電場(chǎng)極不均勻的情況下，導(dǎo)體表面附近的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)所發(fā)生的放電。在交流電壓下，當(dāng)高壓電極存在，電場(chǎng)強(qiáng)度集中時(shí)，電暈一般出現(xiàn)在負(fù)半周，或當(dāng)接地電極也有點(diǎn)時(shí)，則出現(xiàn)負(fù)半周幅值較大，正半周幅值較小的放電。

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