絕緣電氣特性及故障診斷概論-在線瀏覽
2025-06-15 00:39本頁(yè)面
【正文】 閃絡(luò) ( Flashover ) 火花放電 Sparkover 電弧 (Arc) 空氣間隙 的放電 外施電壓的形式 電場(chǎng)的情況 電極形狀 大氣環(huán)境 與 有關(guān) ? 穩(wěn)態(tài)電壓（直流工頻）下的空氣間隙擊穿 1) 均勻電場(chǎng)中的擊穿 0 . 01 0 . 1 1 10 d / cm110100400Ub/kVeg： 高壓靜電電壓表的電極布置 2 4 . 2 2 6 . 0 8 ( )bU d d k V??＝＋特點(diǎn)： ? 均勻電場(chǎng) 中電極布置對(duì)稱， 擊穿無(wú)極性效應(yīng) ； ? 均勻場(chǎng) 間隙中各處電場(chǎng)強(qiáng)度相等，擊穿所需時(shí)間極短， 直流擊穿電壓、工頻擊穿電壓峰值、 50%沖擊擊穿電壓相同 ； ? 擊穿電壓的分散性很小。 電暈起始電壓 Uc很低，絕緣均不設(shè)計(jì)在這一 r/R范圍內(nèi)。 Eb不變。擊穿前不出現(xiàn)電暈。 2) 稍不均勻電場(chǎng)中的擊穿（球間隙、同軸圓柱） 3) 極不均勻電場(chǎng)中的擊穿 工程上大多為極不均勻電場(chǎng)。通常用棒－板電極和棒－棒間隙擊穿電壓來(lái)估算不對(duì)稱和對(duì)稱電場(chǎng)的絕緣距離。 ? 在氣隙中存在能引起電子崩并導(dǎo)致?lián)舸┑挠行щ娮印? ? 需要一定的時(shí)間讓放電得以逐步發(fā)展直至擊穿。 氣隙擊穿的必要條件： 放電時(shí)延 臨界 擊穿電壓 統(tǒng)計(jì)時(shí)延 放電形成時(shí)延 除了 足夠場(chǎng)強(qiáng) 、引起 電子崩 并導(dǎo)致 流注 的有效電子外，氣隙擊穿還需要一定的 時(shí)間 ，讓放電得以逐步發(fā)展并完成擊穿。 因?yàn)?ts和 tf都帶有統(tǒng)計(jì)性，所以沖擊下?lián)舸╇妷号c放電時(shí)間的關(guān)系 —伏秒特性具有較大的分散性，工程上常用 50%伏秒特性來(lái)表征。 1. 0%伏秒特性； 2. 100%伏秒特性； 3. 50%伏秒特性； SF6是理想的氣體絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)，在 均勻電場(chǎng) 中 SF6氣體的絕緣強(qiáng)度約為空氣的 ，其滅弧能力是空氣的 100以上。 SF6氣體廣泛應(yīng)用于高壓斷路器、GIS、充氣管道電纜，充 SF6氣體的變壓器和開關(guān)柜也在發(fā)展中。 ? SF6氣體的特性 SF6氣體價(jià)格高，溫室效應(yīng)相當(dāng)于 CO2的 23900倍，且 SF6氣體不會(huì)自然分解，在大氣中壽命長(zhǎng)達(dá) 3200年。 此外， SF6氣體中水含量的增加，將會(huì)大大降低其絕緣性能，因而使用中應(yīng)定期檢測(cè)其微水含量。 只有在均勻電場(chǎng)和稍不均勻電場(chǎng) ， SF6氣體才能發(fā)揮其優(yōu)異的絕緣性能，因而一般應(yīng)用 SF6氣體做絕緣時(shí)，應(yīng)盡量保證其電場(chǎng)的均勻性。因而SF6設(shè)備的絕緣尺寸由雷電沖擊試驗(yàn)電壓決定。 如果表面潮濕、臟污時(shí)，沿面閃絡(luò)電壓更低。 絕緣子大多在戶外運(yùn)行，因此還要考慮濕閃及污閃的情況，這時(shí)的放電電壓遠(yuǎn)低于乾閃。 “ 絕緣子串在工作電壓下不發(fā)生污閃 ”在電力系統(tǒng)外絕緣水平中的選擇起著重要的作用。 污穢等級(jí) 爬電比距（ cm/kV） 線路 發(fā)電廠、變電所 220kV及以下 330kV及以上 220kV及以下 330kV及以上 0 （ ） （ ） － － Ⅰ ～ （ ～ ） ～ （ ～ ） （ ） （ ） Ⅱ ～ （ ～ ） ～ （ ～ ） （ ） （ ） Ⅲ ～ （ ～ ） ～ （ ～ ） （ ） （ ） Ⅳ ～ （ ～ ） ～ (～ ) （ ） （ ） 各污穢等級(jí)下的爬電比距分級(jí)數(shù)值 盤形絕緣子串在雨下的 可能閃絡(luò)路徑 在有污穢的地區(qū)，污閃所造成的損失很大，因它可在工作電壓下發(fā)生，且引起大面積停電。 ? 定期或不定期的清掃。 ? 改用防污性能好的絕緣子。常以下特征參數(shù)來(lái)表示： ? 電導(dǎo)率 γ（或絕緣電阻率 ρ） ? 介電常數(shù) ε（或電容 C） ? 介質(zhì)損耗角正切（介質(zhì)損耗因子） tgδ ? 擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度 Eb。 r00CC?????表 2 常用電介質(zhì)的 εr值 材料類別 名稱 εr（ 工頻， 20℃ ） 氣體介質(zhì) 空氣（大氣壓） 液體介質(zhì) 弱極性 變壓器油 硅有機(jī)液體 ~ ~ 極性 蓖麻油 強(qiáng)極性 丙酮 酒精 水 22 33 81 固體介質(zhì) 中性或 弱極性 石蠟 聚乙烯 ～ ～ 極性 聚氯乙烯 ～ 4 離子性 云母 電瓷 5～ 7 ～ 一般氣體的介電常數(shù)接近于 1 一般液體和固體的介電常數(shù)2～ 6之間，強(qiáng)極性液體除外 （ 2） 電介質(zhì)的電導(dǎo) 固體介質(zhì)的電導(dǎo)包括兩方面： 體積電導(dǎo)及表面電導(dǎo) ， 后者受濕度 、 染污的影響更大 。 天氣潮濕時(shí)表面電阻顯著降低 。同一物體在相近溫度下的絕緣電阻的比較才能說(shuō)明是否真有顯著變化。m 1) 與電阻率 ρ 成反比。m1) 溫度 176。m1，飲用水 至 一般高品質(zhì) 去離子水 106 （ 3） 電介質(zhì)的損耗 (a) (c)(b)絕緣介質(zhì)在交流電壓下的等值電路分析 (a)示意圖 (b)等值電路 (c)相量圖 在交流電壓下，試品電流 包括有功分量 及無(wú)功分量 I? RI? CI?介質(zhì)損耗 ?? tgUIUIUIPCR ??? co s 介質(zhì)損失角正切值與絕緣結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸無(wú)關(guān)，僅取決于材料性能 。 常用液、固體介質(zhì) tgδ值（ 20℃ ，工頻） 電介質(zhì) tgδ(%) 電介質(zhì) tgδ(%) 變壓器油 ～ 聚乙烯 ～ 蓖麻油 1～ 3 交聯(lián)聚乙烯 ～ 瀝青云母帶 ～ 1 聚苯乙烯 ～ 電瓷 2～ 5 聚四氟乙烯 油浸電纜紙 ～ 8 聚氯乙烯 5～ 10 環(huán)氧樹脂 ～ 1 酚醛樹脂 1～ 10 （ 4）電介質(zhì)的擊穿 如是極其純凈的液體及固體介質(zhì)，發(fā)生電擊穿電壓將很高。 ? 電擊穿：由于電場(chǎng)作用所直接引起。 ? 電化學(xué)擊穿：因長(zhǎng)期局部放電而引起。 例如變壓器的外絕緣由套管、周圍的空氣及其界面組成，而其內(nèi)絕緣由紙、布、膠木筒、聚合物、變壓器油等固體和液體介質(zhì)聯(lián)合組成。 ?直流電壓下 ：各層絕緣分擔(dān)的電壓 與其絕緣電阻成正比 ，亦即各層中的電場(chǎng)強(qiáng)度與其電導(dǎo)率成反比。 1221EE??? 電氣絕緣試驗(yàn)及檢測(cè) 電氣設(shè)備質(zhì)量合格？可以出廠嗎？ 電氣設(shè)備質(zhì)量合格？可以投運(yùn)嗎？ 電氣設(shè)備質(zhì)量合格？可以繼續(xù)運(yùn)行嗎？ 出廠試驗(yàn) 交接（大修）試驗(yàn) 預(yù)防性試驗(yàn)（ 側(cè)重于絕緣試驗(yàn) ） 按照試驗(yàn)性質(zhì) ，可將電氣試驗(yàn)分為為絕緣試驗(yàn)和特性試驗(yàn)兩類。 ? 絕緣試驗(yàn) 一般分為破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)兩類。缺點(diǎn)： 電壓較低，發(fā)現(xiàn)缺陷的靈敏性還有待于提高 。耐壓試驗(yàn)對(duì)絕緣的考驗(yàn)嚴(yán)格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或裕 度。 包含 的種類： 交流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)、雷電沖擊耐壓試驗(yàn)及操作沖擊耐壓試驗(yàn)
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