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高壓電氣設備局部放電理論

發布時間:2020-04-22 02:38:24人氣:

湯遜
約瑟夫· 約翰·湯遜
目前還沒有公認的局部放電概念,一般認為局部放電是在電場作用下,絕緣系統中只有部分區域發生放電而沒有貫穿施加電壓的導體之間,即尚未擊穿,這種現象稱之為局部放電。

局部放電一般不會引起絕緣的穿透性擊穿,但是可以導致電介質特別是有機電介質的局部損壞。若局部放電長期存在則在一定條件下可能造成絕緣介質電氣強度的降低。因此局部放電對絕緣設備的破壞是一個緩慢的發展過程,對于高壓電氣設備來說是一種隱患。局部放電的特性一般可與絕緣缺陷相互很好的印證,即根據局部放電特性可以確定電氣設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明問題的特性來判斷。而對于不同設備的絕緣,這些特性可能各不相同。在多數情況下綜合測量各種局部放電特性可以較客觀的評價產品的絕緣水平。

通常用湯遜理論和流注放電理論來描述絕緣系統內部發生局部放電的機理:


(1)湯遜理論

在電場中被加速的自由電子與氣體中性分子碰撞,當電子的動能足夠高時,就會使中性分子激發出電子,形成新的自由電子和正離子。新的自由電子和原來的自由電子在電場下繼續加速,并和其它的中性分子碰撞,有可能激發出新的自由電子。這樣自由電子數將會成α倍的增長,形成電子雪崩。當滿足自持放電條件時,就發生持續的局部放電。

(2)流注放電理論

在氣隙放電中,除了電子碰撞電離外,光致電離對放電的發展起了主要作用。當電場足夠高時,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。加強了崩頭到陽極附近的場強。正離子集中在崩尾,加強了崩尾到陰極附近的場強。在電子崩地中部近似為等離子區,該區域內電場很弱,當電子、離子濃度很高時,就會產生復合而放出光子,光子進入電子崩地兩端高場強中,很快就回激發中性分子電離,放出電子并產生二次電子雪崩。二次電子雪崩和初始電子雪崩匯合,很快擴大等離子區,當這等離子區貫穿兩個電極時,就出現氣體放電。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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