吴广宁高电压13西南交大电气.pptx

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1、基本概念：基本概念：闪络闪络沿着整个固体绝缘沿着整个固体绝缘(juyun)(juyun)表面发生的表面发生的放电。放电。1.3 固体绝缘表面(biomin)的气体沿面放电 在放电距离相同时，沿面闪络电压低于纯气隙的击穿电压。工程中的事故往往由沿面闪络造成，因此有必要研究(ynji)沿面放电特性。第一页，共33页。高压绝缘子的分类：按结构分：（）绝缘子在机械上起固定，电气上起隔离作用的固体高压绝缘部件。如悬式绝缘子、支柱(zhzh)绝缘子、横担绝缘子等。（）套筒用作电器内绝缘的容器，如互感器瓷套、避雷器瓷套及断路器瓷套等。第二页，共33页。（）套管用作导电体穿过接地隔板、电器外壳和墙壁的绝缘件，

2、如穿越墙壁的穿墙(chun qin)套管、变压器、电容器的出线套管等。按材料分：（1）电工陶瓷（2）钢化玻璃（3）硅橡胶、乙丙橡胶等有机材料第三页，共33页。第四页，共33页。第五页，共33页。第六页，共33页。第七页，共33页。第八页，共33页。u 1.3.1 界面电场的分布u 1.3.2 均匀(jnyn)电场中的沿面放电u 1.3.3 极不均匀(jnyn)电场中的沿面放电u 1.3.4 绝缘子的污秽放电u 1.3.5 提高沿面放电电压的措施本节内容(nirng)返回(fnhu)第九页，共33页。1.3.1 界面电场(din chng)的分布界面电场的分布(fnb)有以下三种典型情况：图1-

3、21 介质在电场中的典型布置(bzh)方式（a）均匀电场 （b）界面上电力线有强垂直分量 （c）界面上电力线有弱垂直分量1电极 2固体介质图1-21 介质在电场中的典型布置方式（a）均匀电场 （b）界面上电力线有强垂直分量 （c）界面上电力线有弱垂直分量1电极 2固体介质第十页，共33页。(a)固体介质(jizh)处于均匀电场中，且界面与电力线平行；图1-21 介质在电场中的典型布置方式(fngsh)（a）均匀电场 （b）界面上电力线有强垂直分量 （c）界面上电力线有弱垂直分量1电极 2固体介质第十一页，共33页。(b)固体介质处于(chy)极不均匀电场中，且电力线垂直于界面的分量（垂直分量）

4、比平行于表面的分量要大得多；图1-21 介质在电场中的典型(dinxng)布置方式（a）均匀电场 （b）界面上电力线有强垂直分量 （c）界面上电力线有弱垂直分量1电极 2固体介质第十二页，共33页。(c)固体介质处于极不均匀(jnyn)电场中，但在界面大部分地方，电场强度平行于界面的分量要比垂直分量大。图1-21 介质在电场中的典型布置方式（a）均匀电场 （b）界面(jimin)上电力线有强垂直分量 （c）界面(jimin)上电力线有弱垂直分量1电极 2固体介质返回返回(fnhu)第十三页，共33页。如图122，取决于材料(cilio)的亲水性或憎水性沿面闪络电压的影响(yngxing)因素（

5、一）固体(gt)绝缘材料特性图1-22 均匀电场中不同介质的沿面闪络电压 （工频峰值）的比较 1-空气隙击穿 2石蜡 3瓷 4与电板接触不紧密的瓷（二）介质表面的粗糙度（三）固体介质与电极间的气隙大小1.3.2 均匀电场中的沿面放电第十四页，共33页。其中，前两种因素的影响在高气压时表现得更加(gnji)明显，如图1-23所示：图1-23 均匀电场中气压(qy)对氮气中沿面闪络电压的影响1-氮气间隙 2塑料 3胶布板 4瓷第十五页，共33页。图121(a)为均匀电场中引入一固体介质，沿面闪络电压低于纯空气(kngq)间隙的击穿电压，主要原因可归结如下：图1-21 介质在电场中的典型布置(bzh

6、)方式（a）均匀电场 （b）界面上电力线有强垂直分量 （c）界面上电力线有弱垂直分量1电极 2固体介质第十六页，共33页。固体介质表面会吸附气体中的水分形成水膜，电极附近积累(jli)起电荷，使介质表面电压分布不均匀，从而降低了闪络电压。介质表面电阻不均匀以及表面有伤痕裂纹也会畸变电场的分布，使闪络电压降低。电极和固体介质端面间存在气隙，气隙处场强大易发生电离，产生的带电质点会畸变原电场分布，从而使闪络电压降低。返回返回(fnhu)第十七页，共33页。1.3.3 极不均匀(jnyn)电场中的沿面放电 图1-21 介质在电场中的典型布置方式（a）均匀电场 （b）界面上电力线有强垂直分量(fn l

7、ing)（c）界面上电力线有弱垂直分量(fn ling)1电极 2固体介质第十八页，共33页。1、具有强垂直(chuzh)分量时的沿面放电如图1-24所示，以具有强垂直分量的套管为例，说明沿面放电(fng din)的发展过程及其特有形式：图1-24 沿套管表面(biomin)放电的示意图（a）电晕放电 （b）细线状辉光放电 （c）滑闪放电 （d）套管表面(biomin)电容等值图1-导杆 2接地法兰视频链接闪络演示第十九页，共33页。发展过程 外施电压升高外施电压升高 电压超过某一值电压超过某一值 电压再升高一些电压再升高一些电晕放电 辉光放电 滑闪放电 闪络图1-24 沿套管表面(biomi

8、n)放电的示意图（a）电晕放电 （b）细线状辉光放电 （c）滑闪放电 （d）套管表面(biomin)电容等值图1-导杆 2接地法兰第二十页，共33页。滑闪放电是具有强垂直分量绝缘(juyun)结构所特有的放电形式。滑闪放电(fng din)的条件：电场必须有足够的垂直分量；电场必须有足够的水平(shupng)分量；电压必须是交变的。第二十一页，共33页。滑闪放电(fng din)现象可用图1-25所示的等效电路来解释：图1-25 套管绝缘子等效电路C表面电容(dinrng)R体积电阻r表面电阻 A导杆 B法兰第二十二页，共33页。滑闪放电的起始(q sh)电压 和各参数的关系如下：滑闪放电(f

9、ng din)的起始场强；电压的角频率；比表面电容（），表面电阻率。第二十三页，共33页。提高滑闪放电电压(diny)的方法减小 ：增大固体介质的厚度，或采用相对介电常数 较小的固体介质减小 ：在套管的法兰附近(fjn)涂半导电漆第二十四页，共33页。、一定时，滑闪放电的起始电压 主要和比表面电容(dinrng)值 有关，经验公式如下：工频滑闪放电(fng din)的起始电压有效值（kV）;比表面电容（）。适用范围：第二十五页，共33页。2、具有(jyu)弱垂直分量时的沿面放电电极形状和布置不会显著降低沿面闪络电压；由于电场垂直分量较小，因此不会出现热电离和滑闪放电，介质厚度对放电电压没有(m

10、i yu)影响；改进电极形状可改善电极附近的电场，从而提高沿面放电电压。返回返回(fnhu)第二十六页，共33页。1.3.4 绝缘子的污秽(whu)放电污闪形成：绝缘子常年处于户外，自然界灰尘和飘浮盐碱颗粒易附于其上，从而形成污层。随着大气湿度的提高，污层将受潮变得湿润，导致电导剧增，绝缘子泄漏电流(dinli)大大增加。当绝缘子闪络电压降到一个很低的水平时，即使在工作电压下，绝缘子都可能发生污闪。污闪：由于污秽(whu)导致产生的闪络，对电力系统造成的损失最大。第二十七页，共33页。1、污闪发展(fzhn)过程（1）污秽层的形成(xngchng)（2）污秽层的受潮（3）干燥带形成(xngch

11、ng)与局部电弧产生（4）局部电弧发展形成(xngchng)闪络第二十八页，共33页。2、污秽(whu)等级的划分及污秽(whu)度评定方法等值盐密法把绝缘子表面的污秽密度，按照其导电性转化为单位面积(min j)上NaCl含量的一种方法。我国国标推荐的污秽(whu)等级划分标准如下表所示：目前，世界上应用最广的划分污秽等级的方法是等值盐密法。第二十九页，共33页。第三十页，共33页。污秽度评定(pngdng)方法等值盐密法积分(jfn)电导率法泄露电流脉冲计数法最大泄露电流法污闪梯度法局部电导率法返回返回(fnhu)第三十一页，共33页。1.3.5 提高沿面放电(fng din)电压的措施(1)屏障(2)屏蔽(3)提高表面(biomin)憎水性(4)消除绝缘体与电极接触面的缝隙(5)改变绝缘体表面(biomin)的电阻率(6)强制固体介质表面(biomin)的电位分布(7)提高污闪电压第三十二页，共33页。小 结闪络是沿着整个固体绝缘表面发生的放电；滑闪放电是具有强垂直分量绝缘结构所特有(t yu)的放电形式；掌握提高沿面放电电压的措施。（本节完）返回返回(fnhu)第三十三页，共33页。