局部放電特征及原理

1、局部放電特征及原理一、局部放電的特征局部放電是指發(fā)生在電極之間但并未貫穿電極的放電，它是由于設備絕緣內(nèi)部存在弱點或生產(chǎn)過程中造成的缺陷，在高電場強度作用下發(fā)生重復擊穿和熄滅的現(xiàn)象。它表現(xiàn)為絕緣內(nèi)氣體的擊穿、小范圍內(nèi)固體或液體介質的局部擊穿或金屬表面的邊緣及尖角部位場強集中引起局部擊穿放電等。這種放電的能量是很小的，所以它的短時存在并不影響到電氣設備的絕緣強度。但若電氣設備絕緣在運行電壓下不斷出現(xiàn)局部放電，這些微弱的放電將產(chǎn)生累積效應會使

2、絕緣的介電性能逐漸劣化并使局部缺陷擴大，最后導致整個絕緣擊穿。局部放電是一種復雜的物理過程除了伴隨著電荷的轉移和電能的損耗之外，還會產(chǎn)生電磁輻射、超聲波、光、熱以及新的生成物等。從電性方面分析，產(chǎn)生放電時，在放電處有電荷交換、有電磁波輻射、有能量損耗。最明顯的是反映到試品施加電壓的兩端，有微弱的脈沖電壓出現(xiàn)。如果絕緣中存在有氣泡，當工頻高壓施加于絕緣體的兩端時，如果氣泡上承受的電壓沒有達到氣泡的擊穿電壓，則氣泡上的電壓就隨外加電壓的變化

3、而變化。若外加電壓足夠高，即上升到氣泡的擊穿電壓時，氣泡發(fā)生放電，放電過程使大量中性氣體分子電離，變成正離子和電子或負離子，形成了大量的空間電荷，這些空間電荷，在外加電場作用下遷移到氣泡壁上，形成了與外加電場方向相反的內(nèi)部電壓，這時氣泡上剩余電壓應是兩者疊加的結果，當氣泡上的實際電壓小于氣泡的擊穿電壓時，于是氣泡的放電暫停，氣泡上的電壓又隨外加電壓的上升而上升，直到重新到達其擊穿電壓時，又出現(xiàn)第二次放電，如此出現(xiàn)多次放電。當試品中的氣隙

4、放電時，相當于試品失去電荷q，并使其端電壓突然下降△U，這個一般只有微伏級的電源脈沖疊加在千伏級的外施電壓上。所有局部放電測試設備的工作原理，就是將這種電壓脈沖檢測出來。其中電荷q稱為視在放電量。二、局部放電的機理1局部放電的發(fā)生機理局部放電的發(fā)生機理可以用放電間隙和電容組合的電氣的等值回路來代替，在電極之間放有絕緣物，對它施加交流電壓時，在電極之間局部出現(xiàn)的放電現(xiàn)象，可以看成是在導體之間串聯(lián)放置著2個以上的電容，其中一個發(fā)生了火花放電

5、。按照這樣的考慮方法，將電極組合的等值回路如圖所示。CmCgCbVtvg圖32Cg間的放電電荷和電壓隨時間變化的曲線局部放電脈沖的形成時間，除了極端不均勻電場和油中放電的情況之外，一般是在0.01s以下，而且認為vr大致是零。在上述前提下，觀察一下各個電氣量的情況（局部?放電幾個主要參量）。(1)視在放電電荷q。它是指將該電荷瞬時注入試品兩端時，引起試品兩端電壓的瞬時變化量與局部放電本身所引起的電壓瞬時變化量相等的電荷量，視在電荷一般用

6、pC(皮庫)來表示。(2)局部放電的試驗電壓。它是指在規(guī)定的試驗程序中施加的規(guī)定電壓，在此電壓下，試品不呈現(xiàn)超過規(guī)定量值的局部放電。(3)局部放電能量。是指因局部放電脈沖所消耗的能量。w(4)局部放電起始電壓Vi。當加于試品上的電壓從未測量到局部放電的較低值逐漸增加時，直至在試驗測試回路中觀察到產(chǎn)生這個放電值的最低電壓。實際上，起始電壓ui是局部放電量值等于或超過某一規(guī)定的低值的最低電壓。(5)局部放電熄滅電壓Ve。當加于試品上的電壓從

7、已測到局部放電的較高值逐漸降低時，直至在試驗測量回路中觀察不到這個放電值的最低電壓。實際上，熄滅電壓ue是局部放電量值等于或小于某一規(guī)定值時的最低電壓。下面所述的電壓，電容，電荷及電能的單位分別采用（V），（F），（C）及（J）表示。根據(jù)式（35），各個局部放電脈沖的放電電荷為（36）()()rgrprqQCvv????設，，則可得gbCC??0rv?（37）rgpqC??應用式（34）及式（36），各個局部放電的能量為w（38）222