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開關(guān)柜局部放電產(chǎn)生的原因

發(fā)布時(shí)間：2020-05-11 07:32:20人氣：

圖1.1 電暈放電

局部放電是指在電場(chǎng)作用下絕緣體內(nèi)由于電場(chǎng)強(qiáng)度的不同而導(dǎo)致在局部區(qū)域發(fā)生放電的現(xiàn)象，在氣體絕緣中的局部放電又稱為電暈放電。局部放電發(fā)生時(shí)，各種帶電粒子如電子、正負(fù)離子等，在電場(chǎng)的激勵(lì)下具有的能量一般都比高聚物的鍵能大，這些帶電質(zhì)點(diǎn)撞擊到介質(zhì)氣隙壁上，就會(huì)打斷絕緣體原本穩(wěn)固的化學(xué)鍵。同時(shí)局部放電點(diǎn)上的介質(zhì)發(fā)熱可產(chǎn)生極高的溫度，使絕緣體產(chǎn)生熱裂解或促進(jìn)氧化裂解，這些都破壞了絕緣體的分子結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在的開關(guān)設(shè)備都是組合式的復(fù)合電器，其構(gòu)成的材料種類非常多，如環(huán)氧樹脂、六氟化硫、工程塑料等。這樣就導(dǎo)致了局部放電產(chǎn)生的原因有很多，概括起來(lái)主要有以下幾種：

（1）絕緣材料制作工藝上的缺陷

由于絕緣結(jié)構(gòu)和工藝上種種因素的影響，絕緣體內(nèi)可能存在殘存的氣泡或雜質(zhì)，而氣體的介電常數(shù)往往比液體或固體材料的介電常數(shù)要小。在交變電場(chǎng)下，電場(chǎng)強(qiáng)度的分布與介電常數(shù)成反比。所以如果在液體或固體介質(zhì)內(nèi)含有氣泡時(shí)，氣泡內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度要比周圍介質(zhì)的高，而擊穿場(chǎng)強(qiáng)卻比液體和固體低得多，這樣氣泡會(huì)首先被擊穿發(fā)生放電，而其他介質(zhì)則依然處于絕緣狀態(tài)，這樣就形成了典型的局部放電；另外雜質(zhì)的存在則會(huì)使得周圍的電場(chǎng)分布集中，進(jìn)而累積電量產(chǎn)生放電。

（2）電場(chǎng)分布的不均勻

導(dǎo)體表面有毛刺或較尖的棱角會(huì)使得電場(chǎng)集中而發(fā)生局部放電。而在開關(guān)柜制作、裝配等過(guò)程中均有可能帶入金屬顆粒，柜體內(nèi)的這些顆粒積累電荷的能力比較強(qiáng)，導(dǎo)致所在區(qū)域的電場(chǎng)畸變而發(fā)生放電；開關(guān)柜絕緣體表面灰塵過(guò)多或不夠光潔，也會(huì)引起爬電距離不夠而導(dǎo)致局部放電；甚至在接地的殼體上如果焊縫毛糙，表面有氣孔或夾渣，同樣會(huì)使得電場(chǎng)分布不均勻而產(chǎn)生局部放電。

（3）電介質(zhì)的不均勻

隨著絕緣技術(shù)的發(fā)展，大氣絕緣和復(fù)合絕緣的高壓金屬封閉開關(guān)設(shè)備是目前使用最廣泛的產(chǎn)品。但正是由于復(fù)合絕緣技術(shù)的的使用，導(dǎo)致了絕緣材料各部分的介電性能的差異，而絕緣材料本身因制造過(guò)程帶進(jìn)的氣泡和雜質(zhì)，也進(jìn)一步使得電介質(zhì)分布不均勻，在高壓環(huán)境下就會(huì)引起放電。

電壓、溫度、濕度、絕緣條件、外界環(huán)境都會(huì)影響局部放電，圖1.1-1.4是電力設(shè)備的局部放電典型實(shí)例，包括電暈放電、接續(xù)端接觸不良導(dǎo)致漏電，絕緣材料內(nèi)部存在空穴，以及高壓設(shè)備安全距離不夠等情況。