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局部放電檢測儀

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局部放電檢測儀

局部放電的定義及產生原因

     在電場作用下,絕緣系統中只有部分區域發生放電,但尚未擊穿,(即在施加電壓的導體之間沒有擊穿)。這種現象稱之為局部放電。局部放電可能發生在導體邊上,也可能發生在絕緣體的表面上和內部,發生在表面的稱為表面局部放電。發生在內部的稱為內部局部放電。而對于被氣體包圍的導體附近發生的局部放電,稱之為電暈。由此 總結一下局部放電的定義,指部分的橋接導體間絕緣的一種電氣放電,局部放電產生原因主要有以下幾種:

電場不均勻。
電介質不均勻。
制造過程的氣泡或雜質。經常發生放電的原因是絕緣體內部或表面存在氣泡;其次是有些設備的運行過程中會發生熱脹冷縮,不同材料特別是導體與介質的膨脹系數不同,也會逐漸出現裂縫;再有一些是在運行過程中有機高分子的老化,分解出各種揮發物,在高場強的作用下,電荷不斷地由導體進入介質中, 在注入點上就會使介質氣化。

局部放電檢測儀

二 、局部放電的模擬電路及放電過程簡介

介質內部含有氣泡,在交流電壓下產生的內部放電特性可由圖1—1的模擬電路(a b c等值電路)予以表示;其中Cc是模擬介質中產生放電間隙(如氣泡)的電容;Cb代表與Cc串聯部分介質的合成電容;Ca表示其余部分介質的電容。

(a)  實際介質                            (b)  模擬電路

I——介質有缺陷(氣泡)的部份(虛線表示)

                II——介質無缺陷部份

圖1—1  表示具有內部放電的模擬電路

圖1—1中以并聯有—對火花間隙的電容Cc來模擬產生局部放電的內部氣泡。圖1—2表示了在交流電壓下局部放電的發生過程。

圖1-2  介質內單個氣泡在交流電壓下的局部放電過程

U(t)一一外施交流電壓

Uc(t)一一氣泡不擊穿時在氣泡上的電壓

Uc’(t)一一有局部放電時氣泡上的實際電壓

Vc一一氣泡的擊穿電壓

Y r一一氣泡的殘余電壓   

Us—局部放電起始電壓(瞬時值)

Ur一一與氣泡殘余電壓v r對應的外施電壓

Ir一一氣泡中的放電電流

電極間總電容Cx=Ca+(Cb×Cc)/(Cb+Cc)=Ca電極間施加交流電壓 u(t)時,氣泡電容Cc上對應的電壓為Uc(t)。如圖2—1所示,此時的Uc(t)所代表的是氣泡理想狀態下的電壓(既氣泡不發生擊穿)。

Uc(t)=U(t)×Cb/Cc+Cb

外施電壓U(t)上升時,氣泡上電壓Uc(t)也上升,當U(t)上升到Us時,氣泡上電壓Uc達到氣泡擊穿電壓,氣泡擊穿,產生大量的正、負離子,在電場作用下各自遷移到氣泡上下壁,形成空間電菏,建立反電場,削弱了氣泡內的總電場強度,使放電熄滅,氣泡又恢復絕緣性能。這樣的一次放電持續時間是極短暫的,對一般的空氣氣泡來說,大約只有幾個毫微秒(10的負8次方到10的負9次方秒)。

 

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