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高壓電氣設(shè)備局部放電理論

發(fā)布時(shí)間：2020-04-22 02:38:24人氣：

湯遜
約瑟夫· 約翰·湯遜
目前還沒(méi)有公認(rèn)的局部放電概念，一般認(rèn)為局部放電是在電場(chǎng)作用下，絕緣系統(tǒng)中只有部分區(qū)域發(fā)生放電而沒(méi)有貫穿施加電壓的導(dǎo)體之間，即尚未擊穿，這種現(xiàn)象稱之為局部放電。

局部放電一般不會(huì)引起絕緣的穿透性擊穿，但是可以導(dǎo)致電介質(zhì)特別是有機(jī)電介質(zhì)的局部損壞。若局部放電長(zhǎng)期存在則在一定條件下可能造成絕緣介質(zhì)電氣強(qiáng)度的降低。因此局部放電對(duì)絕緣設(shè)備的破壞是一個(gè)緩慢的發(fā)展過(guò)程，對(duì)于高壓電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)是一種隱患。局部放電的特性一般可與絕緣缺陷相互很好的印證，即根據(jù)局部放電特性可以確定電氣設(shè)備絕緣的局部損壞程度。在某種情況下絕緣的性能可以按某種最能說(shuō)明問(wèn)題的特性來(lái)判斷。而對(duì)于不同設(shè)備的絕緣，這些特性可能各不相同。在多數(shù)情況下綜合測(cè)量各種局部放電特性可以較客觀的評(píng)價(jià)產(chǎn)品的絕緣水平。

通常用湯遜理論和流注放電理論來(lái)描述絕緣系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生局部放電的機(jī)理：

（1）湯遜理論

在電場(chǎng)中被加速的自由電子與氣體中性分子碰撞，當(dāng)電子的動(dòng)能足夠高時(shí)，就會(huì)使中性分子激發(fā)出電子，形成新的自由電子和正離子。新的自由電子和原來(lái)的自由電子在電場(chǎng)下繼續(xù)加速，并和其它的中性分子碰撞，有可能激發(fā)出新的自由電子。這樣自由電子數(shù)將會(huì)成α倍的增長(zhǎng)，形成電子雪崩。當(dāng)滿足自持放電條件時(shí)，就發(fā)生持續(xù)的局部放電。

（2）流注放電理論

在氣隙放電中，除了電子碰撞電離外，光致電離對(duì)放電的發(fā)展起了主要作用。當(dāng)電場(chǎng)足夠高時(shí)，先是電子碰撞電離而形成電子雪崩，稱為初崩。在電子雪崩中，電子集中在崩頭。加強(qiáng)了崩頭到陽(yáng)極附近的場(chǎng)強(qiáng)。正離子集中在崩尾，加強(qiáng)了崩尾到陰極附近的場(chǎng)強(qiáng)。在電子崩地中部近似為等離子區(qū)，該區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)很弱，當(dāng)電子、離子濃度很高時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生復(fù)合而放出光子，光子進(jìn)入電子崩地兩端高場(chǎng)強(qiáng)中，很快就回激發(fā)中性分子電離，放出電子并產(chǎn)生二次電子雪崩。二次電子雪崩和初始電子雪崩匯合，很快擴(kuò)大等離子區(qū)，當(dāng)這等離子區(qū)貫穿兩個(gè)電極時(shí)，就出現(xiàn)氣體放電。沿著狹窄的等離子通道放電，形成流注放電。由于光致電離的放電速度比電子碰撞的速度快，所以流注放電比單靠電子碰撞電離的放電速度要快。

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