3.气体中沿固体绝缘表面的放电.ppt

第三章 气体中沿固体绝缘表面的放电 沿面放电概念 沿面放电的类型与特点 沿面放电电压的影响因素和提高方法 固体表面有水膜时的沿面放电 绝缘子染污状态下的沿面放电 污闪事故的对策 一、沿面放电概念 沿面放电：沿着固体介质表面发展的气体放电现象。污 闪：沿着污染表面发展的闪络。 电力系统中绝缘子、套管等固体绝缘在机械上起固定作用，又在电气上起绝缘作用。其绝缘状况关系到整个电力系统的可靠运行。 绝缘功能的丧失可以分为以下两种情况： 固体介质击穿：一旦发生击穿，即意味着不可逆转地丧失绝缘功能。 沿介质表面发生闪络：由于大多数绝缘子以电瓷、玻璃等硅酸盐材料组成，所以沿着它们的表面发生放电或闪络时，一般不会导致绝缘子的永久性损坏。电力系统的外绝缘，一般均为自恢复绝缘，因为绝缘子闪络或空气间隙击穿后，只要切除电源，它们的绝缘性能都能很快地自动彻底恢复。 表面放电的实验现象： 沿固体介质表面的闪络电压不但比固体介质本身的击穿电压低得多，而且也比极间距离相同的纯气隙的击穿电压低不少。可见绝缘的实际水平取决于它的沿面闪络电压。它与设备表面的干燥、潮湿或清洁、污染有较大关系。 二、沿面放电的类型与特点 界面电场分布可分为3种典型情况，见图1-21 (a)固体介质处于均匀电场中，界面与电力线平行 (b)固体介质处于极不均匀电场中，且界面电场的垂直分量En比平行于表面的切线分量Et要大得多 (c) 固体介质处于极不均匀电场中，但大部分界面上的电场切线分量Et大于垂直分量En （一）均匀和稍不均匀电场中的沿面放电 图1－21(a)平板电场电极间插入一块固体介质，沿面闪络电压比纯空气时下降很多，原因如下： 固体介质与电极表面接触不良，存在小气隙 大气中的潮气吸附到固体介质的表面形成薄水膜，电极表面集聚了电荷，降低了闪络电压。 固体表面电阻的不均匀和粗糙不平也会造成电场畸变。 （二）极不均匀电场且具有强垂直分量时的沿面放电 （三）极不均匀电场中垂直分量很弱时的沿面放电 平均闪络场强比均匀电场时低得多；另一方面，由于界面上电场垂直分量很弱，因此不会出现热电离和滑闪放电 三、沿面放电电压的影响因素和提高方法 （一）固体介质材料 如图1－23，取决于 材料的亲水性或憎 水性 （二）电场型式 放电电压与电场型式有很大关系，如在极不均匀电场中，沿面闪络电压比同样距离的纯空气间隙的击穿电压降低得较少，因而采取措失提高沿面放电电压的可能幅度也不大。 四、固体表面有水膜时的沿面放电 如图1－25，对于湿闪络： （1）沿湿表面AB和干表 面BCA’发展,绝缘子湿闪 电压为干闪时的40～50％。 （2）沿湿表面AB和空气间隙BA’发展，绝缘子湿闪电压不会下降很多。 （3）沿湿表面AB和水流BB’发展，湿闪电压降低到很低的数值。 五、绝缘子染污状态下的沿面放电 环境应力：雨、露、雪、雾、风等气候条件和工业粉尘、废气、自然盐碱、灰尘、鸟粪等污秽物的污染。 闪络形成：毛毛雨、雾、露等不利天气时，污层将被水分湿润，电导大增，工作电压下泄漏电流大增。绝缘子表面上不断延伸发展局部电弧（称为爬电），一旦达到某一临界长度时，自动贯穿两极，形成沿面闪络。 污闪过程：可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展。 积污地点：城市农村；化工厂、火电厂、冶炼厂等重污染地区 污层受潮条件：多雾；常下毛毛雨；易凝露地区；长期干旱 污闪危害： 污闪事故后果大于雷击事故后果； 因为雷击仅发生在一点，可实现自动重合闸，停电短，影响小 污闪一般为一片地区，难实现自动重合闸，停电长，影响大 污秽表征：等值附盐密度（等值盐密），方法是：除铁脚铁帽的粘合水泥面上的污秽物外，把所有表面上的沉积污秽刮下或刷下，溶于300ml的蒸馏水中，测出其20 ? C水温时的电导率；然后在另一杯20 ? C、300ml的蒸馏水中加入NaCl，直到其电导率等于混合溶液的电导率时，所加入的NaCl毫克数，即为等值盐量，再除以绝缘子表面积，就可得到“等值盐密”（mg/cm2)。 污秽等级： 我国按三方面划分污区等级 1、污染； 2、气象条件； 3、等值盐密。 我国国标中规定的污秽等级及对应的盐密值如下表所示： 六、污闪事故的对策 (一)调整爬距（增大泄漏电流） 爬电比距指外绝缘的爬电距离与系统最高工作电压之比。 (二)定期或不定期的清扫 (三)涂料 (四)半导体釉绝缘子 (五)新型合成绝缘子 小 结 沿面放电是沿着固体介质表面发展的气体放电现象； 污闪是沿着污染表面发展的闪络； 掌握减少绝缘子污闪的对策。 * *