沿面放电及闪络详解.ppt

* * 模块六 沿面放电试验 情景一 沿面放电及闪络 新课引入： 什么是沿面放电？ 常发生在高压外绝缘及高压绝缘子表面。 定义： 沿着固体介质表面所进行的气体放电。 放电发展到另外一极称为闪络。 实验表明：沿固体介质表面的闪络电压比固体介质本身的击穿电压低很多，也比相同间距的纯气隙的击穿电压低得多。 一个绝缘装置的实际耐受电压往往取决于它的闪络电压， 而闪络电压常受固体介质表面的干燥、清洁、污染等情况 影响。因此设计时需要知道绝缘子的干闪络、湿闪络和污 秽闪络电压。 界面电场分布的三种典型情况 一、均匀和稍不均匀电场中的沿面放电 由于电场畸变使沿面闪络电压 比空气间隙击穿电压低得多。 因此，均匀电场中闪络电压 与固体介质吸附水分的能力有关； 与固体介质与电极结合的紧密程度有关； 与固体介质表面电阻和表面光滑状况有关； 与气体的状态有关； 与电压的种类有关。 Us＜Ub 原因在于： ①介质与电极间存在气隙→局放→电荷畸变电场→Us↓； ②介质表面吸潮形成水膜→畸变电场→Us↓； ③介质表面电阻分布不均匀→Us↓。 提高Us措施： 密合、光滑、干燥气体下增大气压。 二、极不均匀场中具有强垂直分量时的沿面放电 电场特点：电力线与固体介质表面几乎垂直。 放电特点：闪络发展过程中会出现滑闪放电 典型设备：穿墙套管 （法兰边缘场强最大）电晕放电→（放电伸展）刷状放电→（放电继续发展）滑闪放电 滑闪放电是强垂直分量场特定的放电形式。 法兰附近沿介质表面电流密度最大，电位梯度也最大，因此最先出现初始的沿面放电； 在电场强垂直分量的作用下，带电质点撞击介质表面，引起局部温升，导致热游离，从而带电质点剧增，电阻剧降，通道迅速增长； 热游离是滑闪放电的重要特征和条件。 滑闪放电的机理 影响闪络电压的因素： 1、体积电容C0对Us的影响 C0越大→U分布越不均匀→Us↓ r表越大→U分布越不均匀→Us↓ 2、介质材料吸湿性 吸湿性大→r表分布不均匀→Us↓ 大气相对湿度70% 湿度影响很小 大气相对湿度70% 湿度↑→Us↓ 提高Us的措施： 1、↓C0： 增大绝缘厚度，采用小介电常数介质 2、↓r表： 法兰瓷套表面涂半导体釉（漆），工程上常用。 电场垂直分量小→沿面电容电流小→无热电离和滑闪→沿面放电电压降低不多 提高放电电压的途径主要是用均压屏蔽环等改变电极形状，缓和局部高强场，均匀电场分布 三、弱垂直分量极不均匀场的沿面放电 四、干闪、湿闪 1、干闪定义 2、湿闪定义 绝缘子表面在干燥、洁净状态下的闪络 表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络。 五、污闪 1、定义： 重污染地区：化工厂、水泥厂、冶炼厂等高盐密区 恶劣大气条件：雾、露、雪、毛毛雨 表面脏污的绝缘子在受潮情况下的闪络。 2、污闪过程： 表面受污、受潮不同→R表分布不均匀，泄漏电流分布不 同，电流大处发热多、干燥快→形成高阻干燥带→此处I↓ ，附近潮区I↑→干燥带扩大→干燥带几乎受全部电压→ 当EEcr→局部闪烁放电→热游离产生局部电弧。 若：1）外施电压、弧道电流足以维持局部电弧燃烧→闪络 2）否则→熄灭 4、影响因素： （1）表面泄漏电流的大小； （2）绝缘子直径； （3）爬电距离； （4）污层电导率； （5）大气湿度 3、污闪条件： （1）产生局部电弧 （2）污闪电流能维持局部电弧燃烧 5、污闪的危害： 干闪和湿闪通常在过电压下发生，而污闪在工作电压下就可能发生；污闪往往造成大面积多点事故，重合闸动作成功率 远低于雷击闪络时的情况，易导致事故扩大和长时间停电。 污闪被认为是电力系统安全运行的大敌。 6、等值盐密： 表征绝缘子表面污秽度的一个指标，指的是每平方厘米表面 上沉积的等效NaCl毫克数。“等值盐密法”即是用NaCl来等值表示表面上实际沉积的混合盐类。 测量污秽度是为了划分污区、决定户外绝缘应具备的绝缘水 平、决定清扫周期。 我国是按三个因素来划分污区等级的：污源，气象条件和 等值盐密。 我国国标规定的污秽等级从0级到Ⅳ共五个级别，污秽程度 逐级提高。 六、防污闪的措施 两个途径： 一是改善绝缘表面电位分布； 二是改进绝缘子的形状、材料，减小表面泄漏电流。 具体措施： 1、增大泄漏距离（爬距）： “爬电比距” λ是指外绝缘“相—地”间的爬电距离（cm）与系统最高工作电压（kV，有效值）之比，该指标用来表示染污外绝缘的绝缘水平。 若某地常出现不应有的污闪事故，可考虑增大爬距、加强绝缘。比如增加绝缘子片数、选用耐污性绝缘子或用Ⅴ串代替Ⅰ串。 2、屏蔽的应用： 改善电极形状，使固体介质表面电位分布均匀化。如采 用均压环或屏蔽环。 3、涂憎水性涂料（硅脂、室温硫化硅橡胶RTV等）；