高电压气体介质的电气强度分析报告.ppt

冲击电压发生器 冲击放电伏秒特性的应用 为了使被保护设备得到可靠的保护,被保护设备绝缘的伏秒特性曲线的下包线必须始终高于保护设备的伏秒特性曲线的上包线。 LW30-126(T)/T3150-40高压SF6罐式断路器 LW30–550/Y5000-63高压SF6罐式断路器 2.5 气隙的沿面放电 沿着气体与固体（液体）介质的分界面上发展的放电现象称为气隙的沿面放电。 沿面放电发展到贯穿两极，使整个气隙沿面击穿，称为闪络。 沿面闪络电压比气体或固体（液体）单独作为绝缘介质的击穿电压都低，受表面状态、空气污秽度、气候条件等因素影响较大。 从辉光放电到滑闪放电的机理 辉光放电的火花细线中引碰撞电离而存在大量带电粒子； 在很强的电场垂直分量作用下，紧贴固体介质表面运动，使某些地方发生局部温度升高； 当电压增大到使局部温升引起热电离时，火花通道内的带电粒子数剧增、电阻骤降、亮度增大，火花通道头部的电场强度变得很大，火花通道迅速向前延伸，这就是滑闪放电。 当火花放电的一只短接了两个电极时，即出现沿面闪络。 （4）局部放电后，弧足支撑点附近的湿污层很快被烘干，干区扩大，电弧被拉长。 （5）若此时电压不足以维持电弧燃烧，电弧即熄灭。对于交流输电线路，每一周波两次过零，电弧呈现“熄灭-重燃”或“延伸-收缩”的交替变换。外观来看，电弧好像在绝缘子上不断的旋转。 （6）一旦局部电弧达到一定临界长度，弧道温度已很高，弧道的进一步伸长就不再需要更高的电压，而是自动延伸直至贯通两级，完成沿面闪络。 2.5.6 提高沿面放电电压的措施 （1）屏障 固体介质突出一部分 （2）屏蔽 均压环 （3）表面处理 憎水处理 （4）应用半导体材料 涂半导体漆或釉 （5）阻抗调节 调节单元绝缘子阻抗，使沿串电压分布均匀 ZF10-126(L)/T3150-40型共箱式组合电器（GIS） SF6应用示例 沿面放电的概念 界面电场分布的典型情况 （1）固体介质处于均匀电场中，且界面与电力线平行，如图（a）。 （2）固体介质处于极不均匀电场中，且电力线垂直于界面的分量比平行于表面的分量要大得多，如图 (b)。例如，穿墙套管。 （3）固体介质处极不均匀电场中，电场强度平行于界面的分量要比垂直分量大，如（c）。例如，支柱绝缘子 高电压技术 穿墙套管 支柱绝缘子 2.5.1 均匀电场中的沿面放电 沿面放电：均匀电场中，固体介质的引入并不影响电极间的电场分布，但放电总是发生在界面，且闪络电压比空气间隙的击穿电压要低得多。 不同介质的沿面闪络电压 空气间隙 石蜡 瓷 与电极接触不紧密的瓷 原因： （1）固体介质与电极吻合不紧密，存在气隙。 （2）固体介质表面吸潮而形成水膜。 （3）介质表面粗糙，也会使电场分布畸变，从而使闪络电压降低。 高电压技术 2.5.2 极不均匀电场中垂直分量很强时的沿面放电 （d）套管表面电容 沿套管表面放电的示意图 （a）电晕放电 （b）细线状辉光放电 （c）滑闪放电 高电压技术 提高套管的电晕起始电压和滑闪放电电压的方法： （1）减小比电容，例如增大固体介质的厚度，特别是加大法兰处套管的外径；也可采用介电常数较小的介质，例如用瓷－油组合绝缘代替纯瓷介质。 （2）减小绝缘表面电阻，即减小介质表面电阻率。例如在套管靠近接地法兰处涂半导体釉；在电机绝缘的出槽口部分涂半导体漆等。 介质表面的电压分布 高电压技术 2.5.3 极不均匀电场中垂直分量很弱时的沿面放电 沿面闪络电压与空气击穿电压的差别比前述两种电场情况都要小得多。由于界面上电场垂直分量很弱，不会出现热电离和滑闪放电。这种情况下，为提高沿面放电电压，主要从改进电极形状以改善电极附近的电场着手。 沿不同材料圆管表面的工频闪络电压峰值 1－空气隙击穿 2－石蜡 3－胶纸 4－瓷和玻璃 高电压技术 330kV绝缘子柱 高电压技术 绝缘子串的等效电路及各绝缘子承受的电压 （a）只考虑对地电容CE （b）只考虑对导线电容CL （c）同时考虑CE及CL 高电压技术 2.5.4 固体介质表面有水膜时的沿面放电 高电压技术 支柱绝缘子在雨下的可能闪络途径 可能闪络途径: 在第一种情况下，工业区的雨水湿闪电压只有干闪电压的40%～50%；如果雨水电导率更大，湿闪电压会更底。 在第二种情况，空气间隙 中只有分散的雨滴，雨水电导率没有多大影响，湿闪电压降低不多。 第三中情况只有倾盆大雨时才出现，直接被雨水短接，湿闪电压降低到很低数值。 光滑瓷柱的干闪和湿闪电压 干闪 湿闪 2.5.5 绝缘子污染状态下的沿面放电 污