電暈放電和沿面放電課件

(1)第六節(jié)不均勻電場中的放電過程一、稍不均勻電場和極不均勻電場中的放電過程§2.3電暈放電一、稍不均勻電場和極不均勻電場的放電特征

按照電場的不均勻程度分為稍不均勻電場和極不均勻電場。

稍不均勻電場：放電特性與均勻電場相似，一旦出現(xiàn)自持放電便一定立即導致整個氣隙擊穿。例如：高壓實驗中用來測高電壓的球隙、全封閉組合電器中的分相母線筒。

極不均勻電場：電場強度沿氣隙分布極不均勻，當所加電壓達到某一臨界值時，曲率半徑小的電極附近空間電場強度首先達到起始場強值E0

，在此區(qū)域先出現(xiàn)碰撞電離和電子崩，甚至出現(xiàn)流柱。第三節(jié)自放電條件110kV全封閉組合電器(2)分相母線筒圖戶外1000kV特高壓GIS變電站實景圖(3)(5)二、電暈放電

電暈放電可以是極不均勻電場氣隙擊穿過程的第一階段，也可以是長期存在的穩(wěn)定放電形式。這種放電是極不均勻電場所特有的一種放電形式。(6)（1）基本物理過程描述；（2）外觀特征：電極附近空間發(fā)出藍色的暈光；（3）外加電壓增大，電暈區(qū)也隨之擴大，放電電流也增大（由微安級到毫安級），但氣隙總的來看，還保持著絕緣狀態(tài)，還沒有被擊穿。(7)三、電暈的危害（1）光、聲、熱等效應使空氣發(fā)生化學反應，產(chǎn)生腐蝕作用；（2）消耗能量，電暈損耗是超高壓輸電線路設計是必須考慮的因素，壞天氣電暈功率損耗會比好天氣時大得多；（3）電暈會對無線電和電視廣播產(chǎn)生干擾，還可能產(chǎn)生超過環(huán)保標準的噪聲。四、防止和減輕電暈的方法

根據(jù)產(chǎn)生的機理制定方法

采用擴徑導線和空心導線，更加合適的措施是采用分裂導線（思考其他優(yōu)點？）。(9)一、短間隙的擊穿擊穿過程1、非自持放電階段2、流柱發(fā)展階段?！?.4不均勻電場氣隙的擊穿非自持放電階段（1）當棒具有正極性時在棒極附近，積聚起正空間電荷，減少了緊貼棒極附近的電場，而略微加強了外部空間的電場，棒極附近難以造成流柱，使得放電自持，即電暈放電難以形成。(10)非自持放電階段（1）當棒具有負極性時電子崩中電子離開強電場區(qū)后，不再引起電離，正離子逐漸向棒極運動，在棒極附近出現(xiàn)了比較集中的正空間電荷，使電場畸變。棒極附近的電場得到增強，因而自持放電條件易于滿足，易于轉(zhuǎn)入流柱而形成電暈放電。(11)流柱發(fā)展階段（1）當棒具有正極性時電子崩進入棒電極，正電荷留在棒尖加強了前方的電場（曲線2），對形成流柱發(fā)展有利。頭部前方產(chǎn)生電子崩，吸引入流柱頭部正電荷區(qū)域，加強并延長流柱通道；流柱及其頭部的正電荷使強電場區(qū)更向前推移（曲線3），促進流柱通道進一步發(fā)展，逐漸向陰極推進，形成正流柱。(13)極性效應

曲率半徑較小的電極的電位符號不同時，氣隙的擊穿電壓存在明顯差異的現(xiàn)象。極性效應的應用在進行外絕緣的沖擊高壓試驗時往往加正極性沖擊電壓；在工頻高壓作用下，擊穿均發(fā)生在外加電壓為正極性的半周內(nèi)。二、長氣隙的擊穿氣隙較長時，流注往往不能一次貫穿整個氣隙，而出現(xiàn)逐級推進的先導放電現(xiàn)象。長間隙的放電過程：電暈放電——先導放電（熱電離）——主放電——整個氣隙被擊穿。

**雷電放電是自然界的超長間隙放電，其先導過程和主放電過程發(fā)展的最充分。(15)§2.6沿面放電和污閃事故

一、沿面放電概念

沿面放電：沿氣體和固體絕緣或氣體和液體絕緣表面發(fā)生的氣體放電現(xiàn)象叫沿面放電。

氣體中沿著固體絕緣表面放電的形式包括：

沿面滑閃：尚未發(fā)生擊穿；

沿面閃絡：沿面擊穿；(17)

三、沿面放電的類型與特點

EEtEnEEtEnE界面電場分布可分為三種典型情況，分別為：（a）均勻和稍不均勻電場；（b）極不均勻電場具有強垂直分量；（c）極不均勻電場具有弱垂直分量（a）（b）（c）(18)（一）均勻和稍不均勻電場中的沿面放電。

界面與電力線平行，但沿面閃落電壓仍要比空氣間隙的擊穿電壓低很多？Keywords：氣隙，水膜，電阻不均勻和粗糙不平。提高沿面閃絡電壓的措施：在連接處涂導電粉末或?qū)щ娔z。E(19)不同憎水性固體表面的沿面閃絡情況如左圖；不同電壓形式下玻璃表面的閃絡情況如右圖。(21)導桿法蘭電暈放電-輝光放電-滑閃放電-沿面閃絡外施電壓升高電壓超過某一值電壓再升高滑閃放電機理：帶電粒子撞擊介質(zhì)表面，使局部溫度升高，導致熱電離1、放電現(xiàn)象(22)等值電路：由介質(zhì)表面電阻RS、比電容C0和體積電阻G1構成。2、理論分析(23)滑閃放電在交流和沖擊電壓下很明顯；隨著電壓的增加，滑閃長度增加得很快，靠增加沿面閃絡距離來提高閃絡電壓的效果有限；法蘭處套管的外徑和壁厚越大，滑閃放電電壓越大。3、放電特點(25)（三）極不均勻電場垂直分量很弱時的沿面放電。

這種絕緣子的兩個電極之間的距離較長，只可能出現(xiàn)沿面閃落。不出現(xiàn)熱電離和滑閃放電？提高干閃落電壓的措施：增大極間距離。思考：三種情況下沿面閃絡電壓的比較？EtEnE(26)

三、沿面放電電壓的影響因素和提高方法

影響因素：固體介質(zhì)材料

主要取決于該材料的親水性或憎水性。電場形式

同樣的表面閃落距離下均勻與稍不均勻電場閃落

電壓最高。大氣條件

氣壓增大時，閃絡電壓增加不多；

濕度小于40%時無影響，大于40%時由水分在介質(zhì)

表面的凝結狀況確定。固體介質(zhì)表面狀況

淋雨、污穢及覆冰等。

(29)(30)污穢表征污穢度除了與積污量有關還與污穢的化學成分有關。通常采用“等值附鹽密度”（簡稱“等值鹽密”）來表征絕緣子表面的污穢度，它指的是每平方厘米表面所沉積的等效氯化鈉（NaCl）毫克數(shù)。衡量輸電線路絕緣子抗污閃能力的參量是泄漏比距（也稱爬電比距）λ

：

指外絕緣“相—地”之間的爬電距離(cm)與系統(tǒng)最高工作（線）電壓（kv,有效值）之比。

(31)六、污閃事故的對策

調(diào)整爬距（增大泄露距離）耐張絕緣子增加片數(shù)；懸式絕緣子選用爬距較長的耐污型絕緣子或改用V型串。(32)定期或不定期的清掃干步擦拭或高壓水槍；(33)涂料硅油或硅脂；室溫硫化硅橡膠(34)新型合成絕緣子的優(yōu)點：半導體釉絕緣子新型合成絕緣子1、重量輕（僅相當于瓷絕緣子的1/10左右）2、抗彎、抗拉、耐沖擊附和等機械性能都很好。3、電氣絕緣性能好，特別是在嚴重污染和大氣潮濕的情況下性能十分優(yōu)異；4、耐電弧性能也很好。

價格昂貴、老化