章气体中沿固体绝缘表面的放电2014lu

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1、第4章气体中沿固体绝缘表面的放电4.1界面电场分布的典型情况4.2均匀电场中的沿面放电4.3极不均匀电场中的沿面放电4.4受潮表面的沿面放电4.5脏污绝缘表面的沿面放电沿面放电的一般概念沿面放电——沿着固体介质表面的气体发生的放电闪络——沿面放电发展到贯穿性的空气击穿导体都要靠固体绝缘装置（各类绝缘子）固定，同时固体绝缘装置还起着电气绝缘的作用。它们丧失绝缘功能有两种可能，：一是固体介质本身的击穿。二是沿着固体介质表面发生闪络。绝缘子的分类（结构）：绝缘子：将处于不同电位的导体或导体与接地构件之间在机械上固定，在电气上隔绝的一种高压绝缘部件。两大作用:电气绝缘，机械支撑。(

2、狭义)绝缘子：用作带电体与接地体间的绝缘和固定连接。用于架空线路的称为线路绝缘子，如悬式绝缘子(盘形和棒形)。电站用于支持母线或隔离刀闸的称为支柱绝缘子。套筒：用作电器内绝缘的容器，使电气设备内部的带电端子与外部系统相连。大多用电工陶瓷制成，如互感器瓷套，避雷器瓷套，断路器瓷套等。套管：用作导电体穿过接地隔板、电器外壳和墙壁的绝缘件，使室内的带电端子和室外系统相连。如穿越墙壁的穿墙套管，变压器、电容器的出线套管等。悬式绝缘子支柱绝缘子套管套筒绝缘子从材料上分类：电瓷绝缘子、钢化玻璃绝缘子、有机合成绝缘子。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

3、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。绝缘功能的丧失可以分为以下两种情况：固体介质击穿固体介质内部发生的破坏性放电，通常会造成介质绝缘性能的永久性损伤（不可逆转）。沿面闪络电压比气体或固体介质单独存在时的击穿电压都低，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、清洁、污染有较大关系。实验结果表明：在相同的放电距离条件下，沿面闪络电压比纯空气间隙的击穿电压低得多在表面潮湿污染的情况下，沿面闪络电压会更低。一个绝缘装置的实际耐压能力取决于它的沿面闪络电压。沿面放电沿面放电电压低的原因？污闪过程

4、提高沿面闪络电压措施4.1界面电场分布的典型情况固体介质处于均匀电场中，且界面与电力线平行。固体介质处于极不均匀电场中，且电力线垂直于界面的分量比平行于界面的分量要大得多，如套管。固体介质处于极不均匀电场中，电场强度平行于界面的分量要比垂直分量大，如支柱绝缘子。沿面放电的类型和特点沿面放电与固体介质表面的电场分布有很大关系界面电场分布的三种典型情况固体介质处于均匀电场中，且界面与电力线平行，工程中比较少见，但实际结构中会遇到固体处于稍不均匀电场中、且界面与电力线大致平行的情况。此时沿面放电特性与均匀电场的情况相似。界面——气体介质与固体介质的交界面1.均匀电场固体介质处于极

5、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大得多类似于变压器用电容套管沿面放电-不同电场形式中的沿面放电2.具有强垂直分量的不均匀电场固体介质处于极不均匀电场中，且界面电场的切线分量Et比垂直分量En大得多类似于支撑绝缘子复合支持绝缘子户外高压支持绝缘子沿面放电-不同电场形式中的沿面放电3.具有弱垂直分量的不均匀电场4.2均匀电场中的沿面放电沿面放电：均匀电场中，固体介质的引入并不影响电极间的电场分布，但放电总是发生在界面，且闪络电压比空气间隙的击穿电压要低得多。不同介质的沿面闪络电压空气间隙石蜡瓷与电极接触不紧密的瓷特点：（1）沿面闪络电压与固体绝缘

6、材料特性有关；（2）介质表面粗糙，也会使电场分布畸变，从而使闪络电压降低；一、均匀电场中的沿面放电放电特点：放电总发生在沿着固体介质表面，且放电电压比纯空气间隙的放电电压要低.电极固体介质放电路径原因固体介质与电极表面没有完全密合存在小气隙,或介面有裂纹小气隙存在形成(气体—固体—气体)串联回路电场强度与介电常数成反比气体介电常数小小气隙中电场强度大小气隙内先发生放电，产生带电粒子带电粒子在电场作用下沿固体介质表面运动固体介质表面电场变得不均匀，导致沿面闪络电压低所以放电总发生在沿着固体介质表面介质表面易吸收水分，形成一层很薄的膜，水膜中的离子在电场作用下向两极移动，易在电

7、极附近积聚电荷，使介质表面电场不均匀，降低闪络电压，导致放电总发生在沿着固体介质表面。介质表面不可能绝对光滑及介质表面电阻不均匀，使表面电场不均匀，降低闪络电压，导致放电总发生在沿着固体介质表面。电极固体介质放电路径影响因素：（１）憎水性或亲水性亲水性的材料表面容易形成一层水膜，水膜中的离子在电场作用下移动使沿面电压分布不均匀。（２）介质表面状况充SF6气体的同轴圆柱电极中支撑与电极接触的好坏对沿面闪络电压的影响纯SF6接触良好接触不良（３）固体介质与电极接触是否紧密（4）上述影响因素在高气压时表现得更为明显。气压