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電樹枝的發(fā)展

發(fā)布時間：2021-09-27 00:34:40人氣：

電樹枝的生長階段是指氣體放電微孔的形成到電樹枝發(fā)展到另一側(cè)最終形成貫通整個絕緣層的放電通道的這一階段。根據(jù)國內(nèi)外的研究表明，電樹枝最終將發(fā)展為什么形態(tài)，很大程度上是由在電樹枝的引發(fā)階段時空間電荷的注入強度所決定的，在比較低的場強下，空間電荷的擴展距離比較短，空間電荷在絕緣層中使得分子斷鏈的區(qū)域就是最原始的電樹枝通道，由于擴展距離比較短，因此可以近似的看作是一條直線，所以在低壓條件下的電樹枝一般都是枝狀結(jié)構(gòu)的，當(dāng)場強較高時，空間電荷的擴展距離比較長，在擴展過程中會發(fā)生擴散現(xiàn)象，電樹枝在一段距離后就開始有了分叉，更容易形成叢林狀電樹枝。

通過大量的實驗，國內(nèi)外的學(xué)者發(fā)現(xiàn)不同形態(tài)的電樹枝具有不同的生長速率。一般來說，純枝狀電樹枝的生長速度較快，而叢林狀電樹枝的生長速度較慢，這是由于在叢林狀電樹枝中電樹枝比較密集，各電樹枝尖端電場的互相屏蔽作用和介質(zhì)中空間電荷的屏蔽作用，所以叢林狀電樹枝的生長速率會比枝狀電樹枝低。影響電樹枝發(fā)展?fàn)顟B(tài)的因素非常的多，其中起主導(dǎo)作用的主要是外施電壓的高低、外施電壓的頻率、環(huán)境溫度與機械應(yīng)力，這些因素通過影響缺陷附近空間電荷注入的效率來影響電樹枝的生長狀態(tài)。國內(nèi)外的研究表明，隨著外施電壓、溫度的升高，電樹枝的形態(tài)由枝狀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閰擦譅睿谝欢ǖ男螒B(tài)下，隨著外施電壓、溫度的升高，電樹枝的生長速率上升，但是當(dāng)電壓上升到了一定的范圍，電樹枝的形態(tài)又會轉(zhuǎn)變?yōu)楦映砻艿男螒B(tài)從而在一定程度上又限制了電樹枝的生長速率。

不同形態(tài)的電樹枝

電樹枝形態(tài)與外施應(yīng)力之間的關(guān)系

在電樹枝發(fā)展的初期，能夠監(jiān)測到的局部放電量非常小，只有0.05-0.1pC左右的局部放電脈沖，在工作環(huán)境中由于噪聲等因素的存在，很難從采集到的信號中分辨出局部放電信號。隨著電樹枝的不斷生長，局部放電信號會變得越來越強烈，當(dāng)電樹枝發(fā)展到了一定的程度(大約0.5mm左右)，電樹枝所產(chǎn)生的放電量為20-50pC的局部放電脈沖，可以通過各種監(jiān)測手段獲得電樹枝的局部放電信號，而隨著電樹枝的不斷發(fā)展，由于受到了不同外施應(yīng)力的影響，電樹枝會呈現(xiàn)出不同的形態(tài)，如圖所示，而不同形態(tài)的電樹枝其局部放電的特征也是有所差異的，不同形態(tài)的電樹枝放電φ-q-n圖譜如圖所示。從圖中可以看出電樹枝放電表現(xiàn)為翼形或三角形，放電相位集中在30°-80°和150°-260°，枝狀電樹枝的局部放電圖譜與叢林狀電樹枝的放電圖譜有一定的差異，在枝狀電樹枝放電中，局部放電脈沖的能量普遍較低，放電脈沖的能量主要集中在300pC以下。而在叢林狀電樹枝放電中，局部放電脈沖的能量較為平均，在500pC聚集了大量的放電脈沖。