谈局部放电的成因与危害

1.局部放电的原因所谓的“局部放电”是指一种放电类型，其中在电场的作用下，绝缘系统的仅部分区域被放电而没有形成直通放电通道。局部放电的主要原因是，当电介质不均匀时，绝缘子的每个区域经受的电场强度是不均匀的。在某些区域，电场强度达到击穿场强并发生放电，而其他区域仍保持绝缘特性。大型电气设备的绝缘结构相对复杂，使用多种材料，整个绝缘系统的电场分布很不均匀。由于不完善的设计或制造过程，绝缘系统中会留有气隙，或者长期运行时绝缘会受潮。水分在电场的作用下分解，产生气体并形成气泡。因为空气的介电常数小于绝缘材料的介电常数，所以即使绝缘材料不在高电场下，气隙气泡部分的场强也会很高。当场强达到一定值时，将发生局部放电。 。另外，绝缘中存在缺陷或混合杂质，或者绝缘结构中的电连接不良，会导致局部电场集中。在电场集中的地方，可能会发生固体绝缘表面放电和浮动电位放电。 2.部分放电的类型从位置，放电过程和部分放电现象的角度来看，部分放电可分为三种类型：内部放电，表面放电和电晕放电。 1）内部放电引起内部局部放电的常见原因是固体绝缘体内部存在气隙或液体绝缘体内部存在气泡。绝缘体内部气隙的放电机理随压力和电极系统而变化。从放电过程来看，可分为两种：电子碰撞电离放电和流放电。放电形式可分为脉冲型（火花型）。 ）放电和非脉冲型（辉光型）放电是两种基本形式。通常，局部放电是脉冲型放电，并且可以在外部处理频率电压的特定相位处观察到单个分离的放电脉冲。从理论上讲，内部放电的放电模式在工频的正半波和负半波处是对称的，但是由于气隙或气泡周围的绝缘材料的绝缘电阻并不是理想地无限大，因此，在放电过程中可能会沿着气隙发生。或气泡壁表面放电，实际的正，负工频周期放电模式并不完全对称，与电极系统的形式有很大关系：电极系统结构越对称，正，负工频周期放电图案越对称。 2）表面放电在电气设备的高压侧，由于电场的集中，其蠕变放电场强较低，经常导致表面局部放电，绝缘子表面放电的过程和机理，绝缘内部的气隙或气泡排出的过程和机理类似，不同之处在于，放电空间的一端是绝缘介质，另一端是电极。如果电极系统不对称，则在电源频率的正，负半频率处出现的放电模式也将不对称。当放电的一端是高压电极且不放电电极接地时，正半周放电大且次数少，负半周放电大且次数少。 。如果电极系统颠倒，则放电模式也会颠倒。 3）电晕放电电晕放电通常在周围的高压导体完全充满气体时发生。由于气体中的分子自由移动，因此由气体产生的带电粒子放电不会固定在空间的某个位置。对于针板式电极系统，针尖附近的场强最高，并且会发生放电。因为当极性为负时电子很容易发射，而当正离子撞击阴极时易发射二次电子，因此当极性为负时首先发生放电。当施加的电压较低时，电晕放电脉冲出现在施加电压的负半周的90°相位附近，并且几乎对称于90°。当电压升高时，在正半周期中会出现少量的大幅度的放电脉冲和少量的放电脉冲。以上是局部放电的三种最基本形式。此外，水滴，绝缘子中的导电杂质以及电气设备中悬浮的电势体的存在也会引起局部放电。液体绝缘内部也会发生固体表面的局部放电和电晕放电。 3.局部放电的危险局部放电会对绝缘结构产生侵蚀作用。绝缘材料的破坏机理有以下几个方面：①带电粒子（电子，离子等）撞击绝缘材料并破坏其分子结构，例如纤维断裂。绝缘层破裂会损坏绝缘层。 ②由于带电离子的影响，绝缘体的温度会局部升高，从而容易导致绝缘体过热。严重情况下会发生碳化。 ③臭氧（O3）和部分放电产生的氮气。氧化物（NO，NO2）会腐蚀绝缘层。当遇到湿气时，会产生硝酸，这将严重腐蚀绝缘材料。 ④在局部放电期间，油会因电极的电解和肖特基辐射效应而分解。油中含有一些杂质，因此很容易使聚合反应产生的淤渣（主要在绝缘层或其他绝缘油楔处）凝结在纸层中。污泥的形成会增加绝缘体的介电破坏角tgδ，并降低散热能力。甚至发生热击穿的可能性。局部放电的不断发展将逐渐扩大绝缘的劣化和破坏，最终缩短绝缘的正常寿命，降低短期绝缘强度，甚至可能破坏整个绝缘。