氣體的放電特性PPT課件

1、1高電壓技術(shù)導(dǎo)言一、本課程學(xué)習(xí)目的 通過本課程學(xué)習(xí)應(yīng)重點(diǎn)掌握電力系統(tǒng)產(chǎn)生過電壓的機(jī)理和過電壓保護(hù)的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決電力系統(tǒng)中絕緣與作用電壓矛盾的能力。通過本課程學(xué)習(xí)，為今后從事有關(guān)高電壓與絕緣方面的工作打下基礎(chǔ)。 二、主要內(nèi)容各類電介質(zhì)在高電場(chǎng)下的特性電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)技術(shù)電力系統(tǒng)過電壓與絕緣配合第1頁/共67頁2 三、參考書目1.高電壓技術(shù) 文遠(yuǎn)芳 華中科技大學(xué)出版社2.高電壓技術(shù) 周浩 浙江大學(xué)出版社3.高電壓技術(shù) 張一塵 中國電力出版社4.高電壓技術(shù) 周澤存 中國電力出版社第2頁/共67頁3第一篇 各類電介質(zhì)在高電場(chǎng)下的特性 主要介紹固體、液體、氣體介質(zhì)的放電、閃絡(luò)、擊穿特性和

2、極化、電導(dǎo)、損耗等電氣現(xiàn)象，以及提高電介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法。主要內(nèi)容：氣體的放電基本物理過程和電氣強(qiáng)度固體、液體介質(zhì)的電氣特性第3頁/共67頁4第1章 氣體的放電基本物理過程和電氣強(qiáng)度主要內(nèi)容： 本章主要介紹氣體放電的湯遜理論和流注理論，氣體放電的基本規(guī)律、擊穿特性和影響因素，以及提高氣體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法。此外還介紹沿面放電以及防污對(duì)策。第4頁/共67頁5第1節(jié) 湯遜理論和流注理論主要內(nèi)容： 一、非自持放電和自持放電 二、湯遜理論 三、巴申定律 四、流注理論 五、強(qiáng)電負(fù)性氣體自持放電的條件第5頁/共67頁6一、自持放電和非自持放電oa初始階段ab良好的絕緣狀態(tài)bc碰撞電離帶電離子 cs氣體間隙

3、擊穿，電流急劇增加非自持放電：依靠外電離因素作用而維持的放電自持放電：只依靠外施電壓而維持的放電U0：放電起始電壓第6頁/共67頁7二、湯遜理論 湯遜從均勻電場(chǎng)、低氣壓、短氣隙的氣體放電實(shí)驗(yàn)出發(fā)，總結(jié)出的氣體放電理論。1.電子崩的形成 陰極電極表面由于光電離產(chǎn)生電子（起始電子）電場(chǎng)作用向陽極運(yùn)動(dòng)動(dòng)能增大發(fā)生碰撞電離產(chǎn)生新電子電子數(shù)量增多電子崩 正離子向陰極運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)陰極電場(chǎng)或與陰極碰撞產(chǎn)生新電子雪崩現(xiàn)象加劇放電自持第7頁/共67頁82.三個(gè)系數(shù)作用：定量分析氣隙中的放電過程系數(shù)電子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)1cm平均發(fā)生的碰撞電離次數(shù)電子崩過程（過程）系數(shù)正離子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)1cm平均發(fā)生的碰撞電離次數(shù)離子

4、崩過程（過程）系數(shù)折合到每個(gè)碰撞陰極表面的正離子，使陰極金屬平均釋放出的自由電子數(shù)離子崩達(dá)到陰極后引起陰極發(fā)射二次電子的過程（過程）第8頁/共67頁93.均勻電場(chǎng)中電子崩的計(jì)算dxndndxndn 或或den解方程得：) 1(1ddeen過程電子崩的電子過程中產(chǎn)生的離子崩中的正離子數(shù) 過程在陰極上釋放出二次電子數(shù)1) 1(de如果 便開始轉(zhuǎn)入自持放電階段因此自持放電的條件為：1) 1(1) 1(0ddxdee第9頁/共67頁103.湯遜理論湯遜理論的實(shí)質(zhì)：電子碰撞電離是氣體放電的主要原因，二次電子來源于正離子撞擊陰極使陰極表面逸出電子，逸出電子是維持氣體放電的必要條件。 所逸出的電子能否接替起

5、始電子的作用是自持放電的判據(jù)。適用范圍：解釋低氣壓、短氣隙中的放電現(xiàn)象第10頁/共67頁11三、巴申定律EBpApe/)()11ln()(ln)() 11ln(1) 1(0/0pdfpdApdBUdApeeUBpdd0/UBpdApeU0：均勻電場(chǎng)中，氣體的自持放電的起始電壓，等于氣隙的擊穿電壓Ub。巴申定律：當(dāng)氣體成分和電極材料一定時(shí)，氣體間隙擊穿電壓Ub是氣壓p和極間距離d乘積的函數(shù)。第11頁/共67頁12 由曲線可知，隨pd的變化，擊穿電壓有最小值。 該現(xiàn)象可由湯遜理論加以解釋：形成自持放電需要達(dá)到一定的電離數(shù)d，而這又決定于碰撞次數(shù)與電離概率的乘機(jī)。第12頁/共67頁13 巴申定律：U

6、b=f(pd) 當(dāng)考慮溫度變化時(shí)，可以用氣體的相對(duì)密度代替大氣壓力。)( dfUbTpTppTss9 . 2Ts、ps：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，Ts=293K，ps=101.3kpaT、p：實(shí)驗(yàn)時(shí)大氣條件第13頁/共67頁14四、流注理論1.湯遜理論的不足 湯遜理論適用于低氣壓、短氣隙的放電現(xiàn)象，但是解釋高氣壓、長氣隙時(shí)，與實(shí)際相矛盾。2.流注的形成和發(fā)展 起始電子碰撞電離初始電子崩正離子暫留電場(chǎng)畸變發(fā)射光子產(chǎn)生二次電子二次電子崩產(chǎn)生充滿正負(fù)粒子的通道流注形成第14頁/共67頁153.流注理論 形成流注的必要條件是電子崩發(fā)展到足夠的程度后，電子崩中的空間電荷足以使原電場(chǎng)明顯畸變，同時(shí)放射出大量光子成為空間

7、光電離的輻射源。 二次電子主要來源于空間的光電離。湯遜理論：二次電子主要來源于正離子碰撞陰極的逸出電子。4.流注的產(chǎn)生條件 流注的產(chǎn)生條件即自持放電條件，對(duì)于均勻場(chǎng)為： 一般認(rèn)為當(dāng)ad20（ead108）便可滿足上述條件，使流注得以形成。常數(shù)常數(shù)de第15頁/共67頁165.強(qiáng)電負(fù)性氣體的自持放電條件（1）附著效應(yīng)系數(shù) 一個(gè)電子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)1cm時(shí)，平均發(fā)生的電子附著次數(shù)。 在電負(fù)性氣體中，有效碰撞電離次數(shù)為： 湯遜自持放電條件中的不能簡(jiǎn)單用-代替，因?yàn)樵陔娯?fù)性氣體中，正離子數(shù)等于增新的電子數(shù)與負(fù)離子數(shù)之和。（2）電負(fù)性氣體的自持放電條件KdxKd)()(K：電子崩中電子的臨界值取對(duì)數(shù)，對(duì)于

8、SF6，K=10.5。第16頁/共67頁17第2節(jié) 不均勻電場(chǎng)中的放電過程稍不均勻電場(chǎng)和極不均勻電場(chǎng)的放電特點(diǎn)極不均勻電場(chǎng)中的電暈放電現(xiàn)象極不均勻電場(chǎng)中的放電過程均勻電場(chǎng)不均勻電場(chǎng)稍不均勻電場(chǎng)極不均勻電場(chǎng)第17頁/共67頁18一、稍不均勻電場(chǎng)和極不均勻電場(chǎng)1.球隙大小與放電情況之間關(guān)系（1）d2D 電場(chǎng)較均勻（稍不均勻），一旦出現(xiàn)自持放電，立即導(dǎo)致整個(gè)氣隙擊穿。（2）d4D 電場(chǎng)極不均勻電壓達(dá)到某一臨界值（電暈起始電壓）電暈放電電壓繼續(xù)升高刷狀細(xì)火花氣隙完全擊穿（3）2Dd4D 過渡區(qū)域電壓升高不穩(wěn)定電弧電弧立刻轉(zhuǎn)換為火花放電氣隙完全擊穿第18頁/共67頁192.實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩球間距越大，電場(chǎng)越不

9、均勻電場(chǎng)越不均勻，擊穿電壓與電暈起始電壓差別越大。3.電場(chǎng)不均勻度的劃分（1）根據(jù)是否存在穩(wěn)定電暈劃分存在穩(wěn)定電暈：極不均勻電場(chǎng)（d4D）不存在穩(wěn)定電暈，電暈一出現(xiàn)氣隙馬上擊穿：稍不均勻電場(chǎng)（ d2D、2Dd4D）（2）根據(jù)電場(chǎng)不均勻系數(shù)劃分 f=Emax/Eav Eav=U/d f4：極不均勻電場(chǎng)第19頁/共67頁204.電場(chǎng)均勻度與擊穿電壓之間的關(guān)系電場(chǎng)越不均勻，擊穿電壓越低；極不均勻電場(chǎng)的電暈起始電壓即為放電起始電壓，由發(fā)生電暈至擊穿的過程還必須升高電壓才能完成。第20頁/共67頁21二、極不均勻電場(chǎng)中的電暈放電現(xiàn)象1.電暈和暈光 在極不均勻電場(chǎng)中，氣隙在完全擊穿之前，電極附近會(huì)產(chǎn)生電暈

10、放電。 電暈放電的強(qiáng)度與外加電壓、電極形狀、極間距離、氣體性質(zhì)和密度相關(guān)。 電暈放電的起始場(chǎng)強(qiáng)：)3 . 01 (3021rmmEcm1：導(dǎo)體表面粗糙系數(shù)，光滑導(dǎo)線為1，絞線為0.80.9。m2：由天氣產(chǎn)生的可用系數(shù)，好天氣為1，壞天氣為0.8。第21頁/共67頁222.電暈的應(yīng)用、危害和防治方法電暈放電的害處：引起功率損耗；產(chǎn)生放電脈沖，導(dǎo)致電磁干擾、噪聲；產(chǎn)生臭氧和氧化氮。電暈放電的應(yīng)用：靜電除塵器、臭氧發(fā)生器、靜電噴涂等。 防止電暈方法：采用分裂導(dǎo)線、擴(kuò)徑導(dǎo)線。 對(duì)330kV、500kV、750kV的線路可分別采用二分裂、四分裂、六分裂導(dǎo)線。第22頁/共67頁23四分裂導(dǎo)線第23頁/共6

11、7頁24鋼芯鋁絞線和擴(kuò)徑鋼芯鋁絞線第24頁/共67頁25三、極不均勻電場(chǎng)中的放電過程1.概述棒板電極中，電離首先從棒極開始；放電發(fā)展過程與電極極性有關(guān)；電場(chǎng)極性取決于曲率較小電極的極性；在兩個(gè)電極幾何形狀相同時(shí)，極性取決于不接地的那個(gè)棒極的極性。2.自持放電前的階段正極性棒板電極：電暈起始電壓較高負(fù)極性棒板電極：電暈起始電壓較低第25頁/共67頁262.自持放電后階段 極不均勻電場(chǎng)中，由電暈放電發(fā)展到擊穿放電的階段。正極性棒板電極：擊穿電壓較低負(fù)極性棒板電極：擊穿電壓較高第26頁/共67頁273.總結(jié) 對(duì)于極不均勻電場(chǎng)，擊穿的極性效應(yīng)與電暈放電的極性效應(yīng)相反。 在工程實(shí)際中，進(jìn)行絕緣沖擊試驗(yàn)，

12、要施加正極性的沖擊電壓。4.長氣隙（大于1m）放電過程 流注不會(huì)一次貫穿整個(gè)氣隙，而是出現(xiàn)逐級(jí)推進(jìn)的先導(dǎo)放電現(xiàn)象。 電暈放電先導(dǎo)放電主放電第27頁/共67頁28第3節(jié) 空氣間隙在各種電壓下的擊穿特性主要內(nèi)容：一、作用電壓類型 二、空氣間隙在穩(wěn)態(tài)電壓下的擊穿 三、空氣間隙在沖擊電壓下的擊穿第28頁/共67頁29一、作用電壓類型穩(wěn)態(tài)電壓：直流電壓、工頻交流電壓沖擊電壓：雷電沖擊電壓、操作沖擊電壓二、空氣氣隙在穩(wěn)態(tài)電壓下的擊穿1.均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿 均勻場(chǎng)氣隙在直流、工頻電壓作用下的擊穿電壓是相同的。ddUb66. 655.24d=110cm時(shí)，擊穿場(chǎng)強(qiáng)約為30kV/cm。第29頁/共67頁30 2

13、. 稍不均勻電場(chǎng)中的擊穿（1）球隙 a. dD/4時(shí)，電場(chǎng)不均勻程度增大，擊穿場(chǎng)強(qiáng)下降，出現(xiàn)極性效應(yīng)；c. 球隙測(cè)壓器的工作范圍dD/2；否則因放電分散性增大，不能保證測(cè)量的精度。 第30頁/共67頁31（2）同軸圓柱 高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器、單芯電纜、GIS分相母線（1）r/R0.1時(shí)，稍不均勻電場(chǎng)，擊穿前不出現(xiàn)電暈，且由圖可見，當(dāng)r/R 0.33時(shí)擊穿電壓出現(xiàn)極大值（電氣設(shè)備在絕緣設(shè)計(jì)時(shí)盡量將r/R選取0.250.4的范圍內(nèi)）。 為什么有極大值？ Uc：電暈起始電壓Ub：擊穿電壓R：外徑r：內(nèi)徑第31頁/共67頁323. 極不均勻電場(chǎng)中的擊穿“導(dǎo)線導(dǎo)線”可用“棒棒”氣隙擊穿特性估算“導(dǎo)線大地”可用

14、“棒板”氣隙擊穿特性估算 不僅電極的對(duì)稱程度影響氣隙的擊穿特性，而且極間距離大小對(duì)擊穿電壓也有很大影響?！鞍?棒”和“棒-板”空氣間隙的直流擊穿特性（1）短氣隙直流擊穿特性直流電壓下，棒板電極具有明顯的極性效應(yīng)，棒棒電極極性效應(yīng)較弱。棒棒電極的擊穿電壓介于極性不同的棒板電極之間。第32頁/共67頁33“棒-棒”和“棒-板”長空氣間隙的直流擊穿特性（2）長氣隙直流擊穿特性 特性與短氣隙直流擊穿特性相同。 可用于估算超高壓直流輸電過程中對(duì)稱布置和不對(duì)稱布置所需的絕緣距離。（3）工頻交流擊穿特性工頻電壓下，棒板電極擊穿電壓與正極性棒板電極直流擊穿電壓相同；棒棒電極工頻擊穿電壓比棒板電極擊穿電壓要高。

15、第33頁/共67頁34（4）長空氣間隙工頻擊穿電壓在距離小于1m的范圍內(nèi)，兩種電極的工頻擊穿電壓幾乎相等。 當(dāng)距離超過2m，擊穿電壓和氣隙間隙距離的關(guān)系出現(xiàn)飽和趨勢(shì)。第34頁/共67頁35二、空氣間隙在沖擊電壓下的擊穿1.在雷電沖擊電壓下的擊穿（1）雷電沖擊電壓標(biāo)準(zhǔn)波形T1：波前時(shí)間1.2us T2：半峰值時(shí)間50us標(biāo)準(zhǔn)波形：1.2/50us（2）沖擊放電的時(shí)延U0：靜態(tài)擊穿電壓ts：統(tǒng)計(jì)時(shí)延tf：形成時(shí)延沖擊放電總時(shí)間為：tb=t1+ts+tf第35頁/共67頁36（3）雷電50%沖擊擊穿電壓（U50%） 在多次施加同一電壓時(shí)，其中半數(shù)導(dǎo)致氣隙擊穿，以此反映氣隙的耐受沖擊電壓的特性。 絕緣

16、沖擊系數(shù)： = U50%/U0均勻和稍不均勻電場(chǎng)中：U50%U0，1極不均勻電場(chǎng)中： U50%U0， 1長空氣間隙的雷電擊穿特性1：正極性“棒板”2：正極性“棒棒”3：負(fù)極性“棒棒”4：負(fù)極性“棒板”第36頁/共67頁37（4）伏秒特性定義：在同一沖擊電壓波形作用下，間隙上出現(xiàn)的電壓最大值和放電時(shí)間之間的關(guān)系曲線，為伏秒特性曲線。 一般用來表征氣隙在沖擊電壓下的擊穿特性。求取伏秒特性曲線的試驗(yàn)方法伏秒特性曲線的分散性第37頁/共67頁38伏秒特性的作用：秒特性曲線主要用于保護(hù)裝置和被保護(hù)設(shè)備之間的絕緣配合。保護(hù)間隙的伏秒特性曲線應(yīng)在被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性曲線的下方；平坦的伏秒特性曲線有利于較好的

17、實(shí)現(xiàn)絕緣配合。第38頁/共67頁392.操作沖擊電壓下的擊穿非周期雙指數(shù)沖擊波：波前時(shí)間：Tcr=250us 半峰值時(shí)間：T2=2500us記做250/2500us衰減震蕩波：第一個(gè)半波的持續(xù)時(shí)間為20003000us，第二個(gè)半波為反極性，峰值約占第一個(gè)半波峰值的4/5。第39頁/共67頁40（1）均勻電場(chǎng)和稍不均勻電場(chǎng) 氣隙的50%沖擊擊穿電壓與工頻擊穿電壓幾乎相同，擊穿幾乎發(fā)生在峰值。（2）極不均勻電場(chǎng)操作沖擊電壓下,極不均勻場(chǎng)長氣隙擊穿呈U形曲線；氣隙的操作沖擊擊穿電壓不僅遠(yuǎn)低于雷電沖擊擊穿電壓，甚至在某些波前時(shí)間比工頻擊穿電壓還低；極不均勻電場(chǎng)長氣隙的操作沖擊擊穿特性具有“飽和”特征；

18、操作沖擊電壓下的氣隙擊穿電壓和放電時(shí)間的分散性都比雷電沖擊電壓下大得多。第40頁/共67頁41第4節(jié) 大氣條件對(duì)氣隙擊穿特性的影響對(duì)空氣密度的校正對(duì)濕度的校正對(duì)海拔高度的校正0UKKUhdU0：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的擊穿電壓Kd：空氣密度校正系數(shù)Kh：濕度校正系數(shù)第41頁/共67頁42一、空氣密度的校正Tp9 . 2 當(dāng)空氣相對(duì)密度在0.951.05范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，氣隙的擊穿電壓與其密度成正比，及kd0UU適用條件：極間距離不大，電場(chǎng)比較均勻或長度雖長，但擊穿電壓仍隨極間距離增加呈線性增大（如雷電沖擊電壓）的情況。其余情況：nmdttppK)273273()(00 m、n與電極形狀、極間距離、電壓種類及

19、極性有關(guān)，其值在0.41.0之間。第42頁/共67頁43二、濕度的校正大氣的濕度越大，氣隙的擊穿電壓也會(huì)越高；均勻和稍不均勻電場(chǎng)（球隙測(cè)壓器），濕度影響可忽略不計(jì)；極不均勻電場(chǎng)：k：與絕對(duì)濕度和電壓種類有關(guān)：取決于電極形狀、極間距離、電壓種類及其極性三、對(duì)海拔高度的校正 凡安裝在海拔1000m4000m之間的電氣設(shè)備，其試驗(yàn)電壓應(yīng)等于平原地區(qū)絕緣實(shí)驗(yàn)電壓與海拔校正系數(shù)的乘積。kKhpaUKU 4101 . 11HKa第43頁/共67頁44第5節(jié) 提高氣體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法研究氣隙放電的目的： 提高氣體介質(zhì)強(qiáng)度，采用各種措施使氣隙絕緣距離盡可能取小，以減小絕緣尺寸。主要內(nèi)容：一、改善電場(chǎng)分布 二

20、、削弱或抑制氣體介質(zhì)中的電離過程第44頁/共67頁45一、改善電場(chǎng)分布1.改進(jìn)電極形狀以改善電場(chǎng)分布 增大電極的曲率半徑、改善電極邊緣形狀等方法減小場(chǎng)強(qiáng)差異，使電場(chǎng)均勻化。2.利用空間電荷改善電場(chǎng)分布 利用電暈層改善電場(chǎng)分布，進(jìn)而提高擊穿電壓。3.極不均勻電場(chǎng)中采用屏蔽改善電場(chǎng)分布x/d=0.2處使正極性棒板電極增加23倍；對(duì)于負(fù)極性棒板電極可能會(huì)起到反作用。棒棒電極應(yīng)當(dāng)設(shè)置兩層屏蔽。只能提高穩(wěn)態(tài)擊穿電壓。第45頁/共67頁46二、削弱或抑制電離過程1.采用高氣壓 在均勻電場(chǎng)中，壓縮空氣氣壓在10個(gè)大氣壓以下時(shí)，擊穿電壓隨氣壓增加而成線性增加。2.采用強(qiáng)電負(fù)性氣體 六氟化硫和氟利昂是常用強(qiáng)電負(fù)

21、性氣體，絕緣強(qiáng)度達(dá)到空氣的2.5倍。3.采用高真空 采用高真空可以使氣隙的擊穿電壓得到顯著上升。第46頁/共67頁47第6節(jié) 沿面放電及防污對(duì)策 沿面放電的基本概念 沿面放電界面電場(chǎng)分布與特點(diǎn) 固體介質(zhì)表面有水膜時(shí)的沿面放電 絕緣子污染狀態(tài)下的沿面放電第47頁/共67頁48一、沿面放電的基本概念沿面放電：沿氣體介質(zhì)與固體介質(zhì)的交界面上發(fā)展的放電現(xiàn)象，它是一種持殊的氣體放電。絕緣子（絕緣支柱）：支撐、懸掛高壓導(dǎo)體套管：固定高壓導(dǎo)體固體介質(zhì)沿面滑閃：尚未發(fā)生擊穿的放電沿面閃絡(luò)：沿面擊穿放電現(xiàn)象放電形式 沿面閃絡(luò)電壓比純氣隙擊穿電壓要低得多，因此一個(gè)絕緣裝置的實(shí)際耐壓能力是取決于它的沿面閃絡(luò)電壓。沿

22、面閃絡(luò)電壓決定其外絕緣的絕緣水平。絕緣子套管第48頁/共67頁49二、沿面放電界面電場(chǎng)分布與特點(diǎn)界面電場(chǎng)分布可以分為上述三種典型情況。第49頁/共67頁501. 均勻和稍不均勻電場(chǎng)中的沿面放電 此時(shí)沿面閃絡(luò)電壓比純空氣間隙的擊穿電壓低得多，均勻電場(chǎng)發(fā)生畸變。主要有以下原因：潮氣吸附到固體介質(zhì)表面而形成薄水膜，其中離子移動(dòng)導(dǎo)致電場(chǎng)不均勻，對(duì)工頻和直流電壓下的閃絡(luò)電壓影響較大。固體介質(zhì)與電極接觸不良，存在小氣隙，氣隙內(nèi)將首先發(fā)生放電，所產(chǎn)生的帶電粒子使原有電場(chǎng)發(fā)生畸變。固體介質(zhì)表面電阻不均勻和表面的粗糙不平也會(huì)畸變沿面電場(chǎng)。第50頁/共67頁51提高均勻電場(chǎng)沿面閃絡(luò)電壓的措施：采用石蠟、硅橡膠等憎

23、水性材料，而少采用瓷、玻璃等親水性材料；將電極與介質(zhì)接觸面仔細(xì)研磨，使兩者緊密接觸以消除空氣隙，或者在介質(zhì)端面上噴涂金屬，將氣隙短路，提高沿面閃絡(luò)電壓。第51頁/共67頁522.極不均勻電場(chǎng)具有強(qiáng)垂直分量時(shí)的沿面放電沿套管表面放電示意圖 具有強(qiáng)垂直分量極不均勻電場(chǎng)的沿面放電主要包括電暈放電、輝光放電、滑閃放電和沿面閃絡(luò)四個(gè)階段。（1）沿面閃絡(luò)電壓降低的原因 主要是由于電流通過固體介質(zhì)表面電容時(shí)，分流引起介質(zhì)表面的電壓分布不均勻造成的。第52頁/共67頁53放電只和電場(chǎng)分布有關(guān)，而與電極的電位無關(guān)，可認(rèn)為法蘭加高壓，導(dǎo)桿接地；在介質(zhì)表面，電流分布不均勻；越靠近法蘭處，電流越大，在法蘭單位距離上的

24、壓降最大，電場(chǎng)最強(qiáng)，易發(fā)生游離。第53頁/共67頁54（2）提高沿面閃絡(luò)電壓的具體措施減小比電容C0，可采用加大法蘭處套管的外徑和壁厚，也可采用介電常數(shù)較小的介質(zhì)；減小絕緣表面電阻R0，可通過減小介質(zhì)表面電阻率實(shí)現(xiàn)，如在套管靠近接地法蘭處涂半導(dǎo)體釉、在電機(jī)絕緣的出槽口處涂半導(dǎo)體漆等。 增加套管長度并不會(huì)提高其沿面閃絡(luò)電壓。第54頁/共67頁553.極不均勻電場(chǎng)具有弱垂直分量時(shí)的沿面放電電極本身的形狀和布置已使電場(chǎng)很不均勻，其表面狀況、材料吸濕性能以及電極與介質(zhì)的間隙對(duì)降低閃絡(luò)電壓已不明顯；由于電場(chǎng)的垂直分量較小，表面無大的電容電流流過，不會(huì)出現(xiàn)熱游離和滑閃現(xiàn)象；提高支持絕緣子的沿面閃絡(luò)電壓，主

25、要措施是改進(jìn)電極形狀，改善電場(chǎng)分布。第55頁/共67頁564.不同沿面電場(chǎng)分布的比較均勻電場(chǎng)的平均沿面閃絡(luò)場(chǎng)強(qiáng)最高，具有強(qiáng)垂直分量電場(chǎng)的平均閃絡(luò)場(chǎng)強(qiáng)最低。在界面具有弱垂直分量的極不均勻電場(chǎng)中，沿面閃絡(luò)電壓比同樣距離的純空氣間隙的擊穿電壓略有減??；而在界面具有強(qiáng)垂直分量的極不均勻電場(chǎng)中，閃絡(luò)電壓最低。第56頁/共67頁57三、固體介質(zhì)表面有水膜時(shí)的沿面放電 潔凈的瓷面被雨水淋濕時(shí)的沿面放電。由于水膜不均勻和不連續(xù)有水膜的表面電導(dǎo)大，無水膜處電導(dǎo)小。雨中的棒性支柱絕緣子可能閃絡(luò)途徑 ABBCA，濕閃絡(luò)電壓只有干閃絡(luò)電壓的40%50%； ABBA(空氣間隙)，濕閃電壓降低不多； ABBB(水流)，濕閃電壓很低。第57頁/共67頁58四、絕緣子污染狀態(tài)下的沿面放電1.污閃的概念 當(dāng)大氣的濕度較高或者在雨雪天氣下，絕緣子表面的污垢塵埃濕潤，表面電導(dǎo)劇增，使其閃絡(luò)電壓降低，甚至使絕緣子在工頻電壓下發(fā)生閃絡(luò)，這就