局部放电
1. 局部放电理论的微观解释
一般认为,局部放电是一种未发生击穿的放电现象,具体来讲,是指绝缘系统在电场作用下只有部分区域发生放电但没有穿透施加电压的导体之间的放电现象。局部放电不会造成绝缘系统的贯穿性击穿,但是会局部破坏电介质材料尤其是有机材料。长期发生的局部放电会降低绝缘材料的电气强度。所以局部放电对绝缘系统的破坏是一个又量变到质变的过程,对高压电气设备的正常运行构成隐患。一般根据设备不同条件的下的局放特性可以评估其绝缘水平。
目前对于局部放电的描述有两大微观理论:汤逊理论和流注理论。
1)汤逊理论:自由电子在电厂加速运动过程中与中性气体分子碰撞,当能量达到一定高度时,气体电离产生电子,这样就有了新的自由电子和离子,这些电子继续运动,再继续碰撞产生新的电离和离子。如此循环,自由电子的数目成α倍增长,于是形成了电子崩,当满足自持放电条件时,就会发生局部放电。汤逊理论适用于pd(p为气体压强,d为放电间隙)值较小的情况下。
2)流注理论:该理论是在汤逊理论的基础上发生的,适用于pd值较大的情况下。它着重强调气体空间的光电离现象。电子崩发生时,电崩头与崩尾的离子浓度达到一定程度就会发出光子,光子再激发中性分子放电进而产生二次电子崩。两次雪崩叠加后使电子崩中部的等离子区迅速扩大,当扩大到贯穿电子崩两极时就发生了气体放电。气体放电沿着一条狭窄的等离子通道产生,从而形成流注放电,流注放电一旦形成,放电就转入自持,局部放电就产生了。
2. 局部放电的特点
一般来说,局部放电具有以下几个特点:(1)破坏性。
局部放电会引起高压电气设备局部过热,加快设备的老化,缩短其使用寿命;放电严重时,直接损坏电气设备。
(2)随机性。
局部放电趋势是局部放电随着时间变化的过程,这是个曲折、随机的过程,某个阶段可能上升,另一个阶段下降,并且,其上升或者下降没有固定的时间规律,具有随机性。
(3)伴随性。
通常情况下,高压电气设备产生局部放电时,会伴随光、电、声、热等现象,会产生光、电流脉冲、超声波、超高频电磁波,还会发生化学反应,产生一些新的生成物。