注册电气专业基础第70讲 气体中沿固体表面的放电及液体与固体介质的击穿(2010年新版)

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1、第37章气体中沿固体表面的放电37.1界面电场分布对沿面放电的影响37.1.1均匀电场的沿面放电固体介质处于均匀电场中，且界面与电力线平行，工程实际中很少沿面闪络电压明显低于纯气隙中的击穿电压原因：Ø固体介质与电极表面接触不良，存在小气隙Ø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。Ø固体表面电阻的不均匀和粗糙不平也会造成电场畸变。37.1.2界面上有强垂直电场分量时的沿面放电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大得多，典型的如套管1.基本过程各处场强差异

2、大，套管法兰附近的电力线密集，电场最强，可出现持续局部沿面放电Ｕ↑→浅兰色的电晕放电Ｕ↑↑→电晕延伸，形成平行细光线，是一种辉光放电Ｕ↑＞临界值→放电性质改变，明亮的树枝状火花，在不同位置交替出现，有轻的爆裂声，称滑闪放电Ｕ↑一点→滑闪放电火花迅速增长，贯穿两级→沿面闪络提高套管的起晕电压和滑闪电压的措施：▲减小C0：加大法兰处套管的外径和壁厚，也可采用介电常数较小的介质，如用瓷－油组合绝缘代替纯瓷介质等办法。▲减小绝缘表面电阻，如在套管靠近法兰处涂半导体釉或半导体漆，使此处压降逐渐减小，防止滑闪电压过早出现，从而提高沿面闪络电压。

3、▲对于35kV以上的高压套管，以上措施还不够，必须采用能调节径向和轴向电场的电容式套管或绝缘性能更好的充油式套管37.1.3界面上有弱垂直电场分量时的沿面放电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En5页，典型的如支柱绝缘子以支柱绝缘子为例，这时沿瓷面的电场切线分量Et较强，而垂直分量En很弱，这时绝缘子的两个电极之间的距离较长，其间的固体介质本身不可能击穿，可能出现的只有沿面闪络。这时固体介质处于极不均匀电场中，因此其平均闪络场强要比均匀电场低，但由于界面上的垂直电场分量很弱，沿介质表面不会有较大

4、的电容电流流过，故放电发展过程中不会出现热电离和滑闪放电。这种绝缘子的干闪络电压基本随极间距离的增大而提高。37.2受潮表面的沿面放电在遇到毛毛雨、雾、露等不利天气时，污层受潮，电导增大，在工作电压下的泄漏电流增大，所产生的热量使水分蒸发、污层变干，出现干区或干带。37.3污染绝缘表面的沿面放电37.3.1污闪的特点绝缘子的污闪是一个复杂的过程，通常可以分为积污、受潮、干区形成、局部电弧出现和发展四个阶段。积污是发生污闪的根本原因－城区比农村严重、化工厂、火电厂、冶炼厂等地方最严重；污层受潮取决于气象条件－多雾、毛毛雨、易凝露的地区

5、容易发生污闪；干区出现的部位和局部电弧发展、延伸的难易，都与绝缘子的结构形状有密切关系，是绝缘子设计要解决的重要问题；37.3.2防止污闪的对策增大爬电比距（增大泄漏距离）由于污闪是污染绝缘子表面上局部电弧逐渐延伸的结果，在一定电压下，能够维持的局部电弧长度是有限的（存在一临界值），因此在判断外绝缘的爬电距离（简称爬距，或泄漏距离）是否足够时，必须与所加电压的高低联系起来，所以通常用“爬电比距”这一指标来表示外绝缘的绝缘水平定期或不定期清扫（减小绝缘子表面的污秽沉积）避免在绝缘形成连续的水膜涂料，在绝缘子表面涂上憎水性材料：采用半导

6、体釉绝缘子新型复合绝缘子第38章液体与固体介质的击穿38.1液体介质的击穿38.1.1工程液体介质的小桥击穿理论38.1.2影响击穿的因素（1）杂质的影响：水分和其他杂质5页水在变压器油中有两种状态：①溶解状态:高度分散、且分布非常均匀；②悬浮状态:呈水珠状一滴一滴悬浮在油中图中表示在常温下油的含水量对均匀电场油间隙工频击穿电压的影响。当油中含水量达十万分之几时，对击穿电压就有明显影响。当油中还含有其他杂质时，击穿电压的下降程度随杂质的种类和数量而异。（2)油温击穿电压与温度的关系比较复杂，随电场的均匀度、油的品质以及电压类型的不同

7、而异。(3)电场均匀度优质油：保持油不变，而改善电场均匀度，能使工频击穿电压显著增大，也能大大提高其冲击击穿电压。品质差的油：改善电场对于提高其工频击穿电压的效果较差在冲击电压下，由于杂质来不及形成小桥，故改善电场总是能显著提高油隙的冲击击穿电压，而与油的品质好坏几乎无关。(4)电压作用时间油隙的击穿电压会随电压作用时间的增加而下降，加电压时间还会影响油的击穿性质。在电压作用时间短至几个微秒时击穿电压很高，击穿有时延特性，属电击穿；电压作用时间更长时，杂质开始聚集，油隙的击穿开始出现热过程，于是击穿电压再度下降，为热击穿。(5)油压

8、的影响不论电场均匀度如何，工业纯变压器油的工频击穿电压总是随油压的增加而增加，这是因为油中气泡的电离电压增高和气体在油中的溶解度增大的缘故。38.1.3提高击穿强度的措施油中杂质对油隙的工频击穿电压有很大的影响，所以对于工程用油来说，