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變壓器局部放電基本類型的特點

發(fā)布時間：2020-07-14 11:54:12人氣：

變壓器
局部放電是指在導(dǎo)電部分上出現(xiàn)有某些尖角或是固體絕緣材料中殘存有氣泡，由于其抵抗強(qiáng)度低和電場的畸變，在電場作用下，放電只局限在部分區(qū)域，而其它區(qū)域仍然保持絕緣的特性并沒有形成貫穿性放電通道的一種放電。變壓器的絕緣系統(tǒng)復(fù)雜，涉及的材料繁多，且電場分布不均勻，因此變壓器內(nèi)部存在較多類型的局部放電。由于設(shè)計制造或運行維護(hù)上不盡完善使絕緣系統(tǒng)中含有氣隙或絕緣受潮，在電應(yīng)力下裂解出氣體。由于空氣的介電常數(shù)小于絕緣材料的介電常數(shù)，因此，即使在低電場下，介質(zhì)內(nèi)的氣隙也會有很高的的場強(qiáng)，并經(jīng)過一段時間的累積發(fā)生局部放電；油隔板絕緣結(jié)構(gòu)中的油隙，尤其是“楔形”油隙也會引起局部放電；介質(zhì)內(nèi)的缺陷或摻入的雜質(zhì)，以及一些電氣結(jié)構(gòu)的接觸不良，存在電場局部增強(qiáng)的區(qū)域，在這些地方就會產(chǎn)生沿面放電和懸浮放電。因此，根據(jù)局部放電出現(xiàn)的位置、現(xiàn)象和機(jī)理的不同，變壓器中出現(xiàn)的局部放電大致可分為三種基本類型：①絕緣介質(zhì)內(nèi)部的局部放電；②絕緣介質(zhì)表面的局部放電；③高壓電極尖端的電暈放電。

1）內(nèi)部放電

內(nèi)部局部放電包括在固體絕緣材料或液體絕緣介質(zhì)內(nèi)部或介質(zhì)與電極之間的氣隙放電。這種放電的特性影響因素較多，如電場的分布、介質(zhì)的特性、氣隙的形狀、大小、位置以及氣隙中氣體的性質(zhì)等。從放電過程而論，可分為流注型放電和電子碰撞電離放電：a.當(dāng)氣隙內(nèi)表面電阻高時，由于放電而產(chǎn)生的電荷在氣隙中分布不均，使整個氣隙中的電場畸變而產(chǎn)生流注型放電；b.當(dāng)氣隙表面電阻較小時，放電產(chǎn)生的電荷分散到整個氣隙上下表面，此時電場分布比較均勻，這時氣隙中的放電屬于碰撞電離(湯姆遜放電)。一般情況下，在外加工頻電壓下局部放電脈沖波形總是出現(xiàn)在一定相位上。理論上，介質(zhì)內(nèi)放電的脈沖波形在正、負(fù)半周對稱，但介質(zhì)內(nèi)表面的絕緣電阻不是無窮大，且放電產(chǎn)生的空間電荷能產(chǎn)生沿氣隙或氣泡壁表面泄露，實驗測量得到的脈沖波形在正負(fù)半周并不完全對稱。同時，放電波形由電極結(jié)構(gòu)與絕緣性質(zhì)唯一確定，電極結(jié)構(gòu)越對稱，脈沖波形在正、負(fù)半周就越對稱。

2）表面放電

沿介質(zhì)表面的電場強(qiáng)度達(dá)到其擊穿場強(qiáng)時產(chǎn)生的局部放電稱為表面局部放電。在變壓器的高電位點，由于電場集中，沿面閃絡(luò)電壓又比單一介質(zhì)做絕緣材料時的擊穿電壓要低，因此表面放電較為常見。表面放電的過程及機(jī)理與內(nèi)部放電相似，不同的是前者的放電空間一端是絕緣介質(zhì)，另一端是電極。放電的脈沖波形與電極結(jié)構(gòu)是否對稱密切相關(guān)。不對稱時，當(dāng)放電端和不放電端分別為高壓極和地極時，正半周放電大而疏，負(fù)半周放電小而密，反之亦然。對稱時，即兩個電極邊緣場強(qiáng)是一樣的，產(chǎn)生放電的概率也基本相同，那么放電的圖形也是對稱的，即正負(fù)兩半波的放電基本相同。

3）電暈放電

在絕緣介質(zhì)中，高電壓導(dǎo)體周圍所產(chǎn)生的局部放電稱為電暈放電。當(dāng)絕緣介質(zhì)是氣體時，因為氣體分子自由運動，放電產(chǎn)生的空間電荷不會固定在某一點上;當(dāng)絕緣介質(zhì)是液體時，在變壓器中，通常是稱之為油中電暈，放電極不穩(wěn)定，難以通過肉眼被觀察到。在針一板電極結(jié)構(gòu)中，由于針尖附近場強(qiáng)最高而最容易發(fā)生放電，且正電荷撞擊陰極時會發(fā)生二次放電，同時負(fù)極容易發(fā)射電子，因此，放電最先出現(xiàn)在負(fù)極。當(dāng)加低電壓時，電暈放電波形位于工頻周期的270°相位附近；當(dāng)電壓升高時，負(fù)半周的放電脈沖會向兩邊擴(kuò)展，正半周才會出現(xiàn)少量的放電脈沖。電暈放電還會出現(xiàn)明顯的極性效應(yīng)，負(fù)尖一正板放電的起始放電電壓低于正尖一負(fù)板放電的起始放電電壓。

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