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高壓開關(guān)柜運行過程中產(chǎn)生局部放電的原因

在電力設(shè)備運行過程中,當(dāng)局部放電發(fā)生時,各種帶電粒子如電子、正負(fù)離子等,在電場的激勵下具有的能量一般都比高聚物的鍵能大,這些帶電質(zhì)點撞擊到介質(zhì)氣隙壁上,就會打斷絕緣體原本穩(wěn)固的化學(xué)鍵。同時局部放電點上的介質(zhì)發(fā)熱可產(chǎn)生極高的溫度,使絕緣體產(chǎn)生熱裂解或促進(jìn)氧化裂解,這些都破壞了絕緣體的分子結(jié)構(gòu)。

高壓開關(guān)設(shè)備都是一種組合式電器,其構(gòu)成的材料種類非常多,如環(huán)氧樹脂、六氟化硫、工程塑料等。這樣就導(dǎo)致了局部放電產(chǎn)生的原因有很多,概括起來主要有以下幾種:

①絕緣材料制作工藝上的缺陷。

由于絕緣結(jié)構(gòu)和工藝上種種因素的影響,絕緣體內(nèi)可能存在殘存的氣泡或雜質(zhì),而氣體的介電常數(shù)往往比液體或固體材料的介電常數(shù)要小。在交變電場下,電場強(qiáng)度的分布與介電常數(shù)成反比。所以如果在液體或固體介質(zhì)內(nèi)含有氣泡時,氣泡內(nèi)的電場強(qiáng)度要比周圍介質(zhì)的高,而擊穿場強(qiáng)卻比液體和固體低得多,這樣氣泡會首先被擊穿發(fā)生放電,而其他介質(zhì)則依然處于絕緣狀態(tài),這樣就形成了典型的局部放電;另外雜質(zhì)的存在則會使得周圍的電場分布集中,進(jìn)而累積電量產(chǎn)生放電。

局部放電檢測試驗系統(tǒng)

 

②電場分布的不均勻。

導(dǎo)體表面有毛刺或較尖的棱角會使得電場集中而發(fā)生局部放電。而在開關(guān)柜制作、裝配等過程中均有可能帶入金屬顆粒,柜體內(nèi)的這些顆粒積累電荷的能力比較強(qiáng),導(dǎo)致所在區(qū)域的電場畸變而發(fā)生放電;開關(guān)柜絕緣體表面灰塵過多或不夠光潔,也會引起爬電距離不夠而導(dǎo)致局部放電;甚至在接地的殼體上如果焊縫毛糙,表面有氣孔或夾渣,同樣會使得電場分布不均勻而產(chǎn)生局部放電。

③電介質(zhì)的不均勻。

隨著絕緣技術(shù)的發(fā)展,大氣絕緣和復(fù)合絕緣的高壓金屬封閉開關(guān)設(shè)備是目前使用最廣泛的產(chǎn)品。但正是由于復(fù)合絕緣技術(shù)的的使用,導(dǎo)致了絕緣材料各部分的介電性能的差異,而絕緣材料本身因制造過程帶進(jìn)的氣泡和雜質(zhì),也進(jìn)一步使得電介質(zhì)分布不均勻,在高壓環(huán)境下就會引起放電。
電壓、溫度、濕度、絕緣條件、外界環(huán)境都會影響局部放電。

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