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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)計制造或運行維護上不盡完善使絕緣系統(tǒng)中含有氣隙或絕緣受潮，在電應力下裂解出氣體。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，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、負半周就越對稱。

2）表面放電

沿介質(zhì)表面的電場強度達到其擊穿場強時產(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，負半周放電小而密，反之亦然。對稱時，即兩個電極邊緣場強是一樣的，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，高電壓導體周圍所產(chǎn)生的局部放電稱為電暈放電。當絕緣介質(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，同時負極容易發(fā)射電子，因此，放電最先出現(xiàn)在負極。當加低電壓時，電暈放電波形位于工頻周期的270°相位附近；當電壓升高時，負半周的放電脈沖會向兩邊擴展，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，負尖一正板放電的起始放電電壓低于正尖一負板放電的起始放電電壓。

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