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局部放電的類型及形成機(jī)理

發(fā)布時(shí)間:2020-04-14 13:11:06人氣:

局部放電的類型依據(jù)其位置的不同大致可分為表面局部放電、內(nèi)部局部放電、電暈放電三大類。

(1)表面放電

如果電場(chǎng)中介質(zhì)有一場(chǎng)強(qiáng)分量平行于表面,當(dāng)這個(gè)分量達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí),表面放電可能會(huì)出現(xiàn);這種情況在套管法蘭處、電纜終端部及導(dǎo)體和介質(zhì)彎角表面可能會(huì)出現(xiàn),如圖1-1所示;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。在有些情況下,空氣中的起始放電電壓可以計(jì)算;電極的形狀對(duì)表面局部放電的波形有一定影響,假如電極不對(duì)稱,那么正負(fù)半周的局部放電幅值就不相等,如下圖1-2所示;當(dāng)產(chǎn)生表面放電的電極處于高電位時(shí),出現(xiàn)在負(fù)半周的放電脈沖較大、較稀;出現(xiàn)在正半周的放電脈沖正好與此相反。此時(shí)若將高壓端與低壓端對(duì)調(diào),則防電圖形亦相反。
出現(xiàn)在介質(zhì)表面的局部放電
出現(xiàn)在介質(zhì)表面的局部放電
表面局部放電波形
表面局部放電波形

(2)內(nèi)部放電   

絕緣內(nèi)部或絕緣與電極之間發(fā)生放電,大多由于絕緣材料中的氣隙、雜質(zhì)造成,它們不僅形狀和大小會(huì)對(duì)放電的特性產(chǎn)生影響;其位置也對(duì)放電特性有影響。

(3)電暈放電

由于絕緣體表層的場(chǎng)強(qiáng)增加,當(dāng)達(dá)到氣體擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí),電暈放電。電暈放電的電子多數(shù)向電極的負(fù)極性聚集。電暈放電過程中,在交流電作用下,它們僅在負(fù)半周出現(xiàn)。電暈放電是一種自持放電形式,其放電的過程伴有大量空間電荷形成的流注放電。交流電及高壓尖端電極的作用下,電暈的放電波形體現(xiàn)在負(fù)半周。當(dāng)接地電極也有尖端點(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。
   
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。在高壓電極邊緣,尖端周圍可能由于電場(chǎng)集中造成電暈放電。電暈放電在負(fù)極性時(shí)較易發(fā)生,也即在交流時(shí)它們可能僅出現(xiàn)在負(fù)半周。電暈放電是一種自持放電形式,發(fā)生電暈時(shí),電極附近出現(xiàn)大量空間電荷,在電極附近形成流注放電?,F(xiàn)以棒一板電極為例來解釋,在負(fù)電暈情況下,如果正離子出現(xiàn)在棒電極附近,則由電場(chǎng)吸引并向負(fù)電極運(yùn)動(dòng),離子沖擊電極并釋放出大量的電子,在尖端附近形成正離子云。負(fù)電子則向正極運(yùn)動(dòng),然后離子區(qū)域擴(kuò)展,棒極附近出現(xiàn)比較集中的正空間電荷而較遠(yuǎn)離電場(chǎng)的負(fù)空間電荷則較分散,這樣正空間電荷使電場(chǎng)畸變。因此負(fù)棒時(shí),棒極附近的電場(chǎng)增強(qiáng),較易形成。
   
在交流電壓下,當(dāng)高壓電極存在尖端,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)接地電極也有尖端點(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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