电晕放电和沿面放电ppt课件
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沿面放电
2、↓r表： 靠近法兰处漆半导体釉
三、极不均匀场中具有弱垂直分量时 的沿面放电
➢ 电场垂直分量小→沿面电容电流小→无热电离和滑闪 →沿面放电电压降低不多
➢ 提高放电电压的途径主要是用均压屏蔽环等改变电极 形状，缓和局部高强场，均匀电场分布
四、干闪、雨闪
1、干闪定义
绝缘子表面在干燥、洁净状态下的闪络
2、雨闪定义
表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络
五、污闪
1、定义： 表面脏污的绝缘子在受潮情况下的闪络
重污染地区：盐、水泥、冶炼厂等高盐密区 恶劣大气条件：雾、露、雷、毛毛雨
2、污闪过程：
表面受污、受潮不同→R表分布不均匀，泄漏电流分布不 同，电流大处发热多、干燥快→形成高阻干燥带→此处I↓ ，附近潮区I↑→干燥带扩大→干燥带几乎受全部电压→ 当E>Ecr→局部闪烁放电→热游离产生局部电弧。
硅橡胶特点：
1、憎水性强、耐分性好、且具有迁移性； 2、耐气候变化、耐臭氧、紫外线、电弧； 3、重量轻、机械强度高、不破碎、安装方便； 4、价贵，寿命短，5-15年寿命。
六、提高沿面闪络电压的措施
两个方面： 一是改善绝缘表面电位分布；
二是改进绝缘子的形状、材料，减小表面 2、屏蔽的应用：
改善电极形状，使固体介质表面电位分布均匀化
3、强制固定绝缘表面电位； 4、应用半导体涂料； 5、应用合成绝缘子； 6、加强绝缘。
思考作业
2-15、2-16、2-17
1.6 沿面放电（2）
二、极不均匀场中具有强垂直分量时的 沿面放电
电场特点：电力线与固体 介质表面几乎垂直。
放电特点：出现滑闪放电
➢放电过程
➢（法兰边缘）电晕放电→（放电伸展） 刷状放电→（放电继续发展）滑闪放电
三、极不均匀场中具有弱垂直分量时 的沿面放电
➢ 电场垂直分量小→沿面电容电流小→无热电离和滑闪 →沿面放电电压降低不多
➢ 提高放电电压的途径主要是用均压屏蔽环等改变电极 形状，缓和局部高强场，均匀电场分布
四、干闪、雨闪
1、干闪定义
绝缘子表面在干燥、洁净状态下的闪络
2、雨闪定义
表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络
五、污闪
1、定义： 表面脏污的绝缘子在受潮情况下的闪络
重污染地区：盐、水泥、冶炼厂等高盐密区 恶劣大气条件：雾、露、雷、毛毛雨
2、污闪过程：
表面受污、受潮不同→R表分布不均匀，泄漏电流分布不 同，电流大处发热多、干燥快→形成高阻干燥带→此处I↓ ，附近潮区I↑→干燥带扩大→干燥带几乎受全部电压→ 当E>Ecr→局部闪烁放电→热游离产生局部电弧。
硅橡胶特点：
1、憎水性强、耐分性好、且具有迁移性； 2、耐气候变化、耐臭氧、紫外线、电弧； 3、重量轻、机械强度高、不破碎、安装方便； 4、价贵，寿命短，5-15年寿命。
六、提高沿面闪络电压的措施
两个方面： 一是改善绝缘表面电位分布；
二是改进绝缘子的形状、材料，减小表面 2、屏蔽的应用：
改善电极形状，使固体介质表面电位分布均匀化
3、强制固定绝缘表面电位； 4、应用半导体涂料； 5、应用合成绝缘子； 6、加强绝缘。
思考作业
2-15、2-16、2-17
1.6 沿面放电（2）
二、极不均匀场中具有强垂直分量时的 沿面放电
电场特点：电力线与固体 介质表面几乎垂直。
放电特点：出现滑闪放电
➢放电过程
➢（法兰边缘）电晕放电→（放电伸展） 刷状放电→（放电继续发展）滑闪放电
沿面放电
二、极不均匀电场中的沿面放电
3、悬式绝缘子的沿面放电 (电场具有弱垂直分量）
悬式绝缘子串的表面电场的垂 直分量也很小（与支柱绝缘子一 样），沿固体介质表面也没有较 大的电容电流流过，放电过程中 不会出现热游离现象，故没有明 显的滑闪放电。
因而垂直于放电发展方向的介 质厚度对放电电压实际上没有影 响。
沿面闪络电压则随绝缘子片数 的增多而提高。
3、悬式绝缘子的沿面放电
绝缘子串 （钢化玻璃）
均 压 环
四分裂导线
绝缘子串的电压分布很不均匀
图1-43 500kV线路的绝缘子串
使用均压环来改善绝缘子 串的电压分布
绝缘子的三种闪络方式
干闪： 表面干燥、洁净的绝缘子发生的闪络； 湿闪： 表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络； 污闪： 表面脏污的绝缘子在受潮情况下的闪络；
四、污秽时绝缘子的沿面放电
污闪给电网带来的威胁
1989年12月底至1990年2月，由于持续数天大雾，豫北、冀南、晋南、晋中、 京津唐以及辽西先后有172条线路、27座变电站全部、部分或瞬时停电。事故 面积之广、威胁之大，在我国前所未有。 1996年底至1997年初，长江中下游六省一市发生较大面积污闪。同年，华北、 山东、西北电网也发生了较大面ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的污闪，鲁、沪、皖、鄂、赣、陕和新疆电 网都发生了区域性停电事故。 2001年1月～2月，由于持续数天大雾，污闪首先由河南电网发生，并逐渐北移， 经河北南网、京津唐电网直至辽宁南部和中部。沈阳70%以上的区域停电，损 失电量937万千瓦小时；河北、河南损失电量660万千瓦小时。
法兰的边缘先出现 放电形成平行向前 较明亮的浅紫色 浅蓝色的电晕放电 伸展的许多细光线 的树枝状火花
r1:套管表面单位面积的表面电阻，r2:单位面积的体积电阻 ，C :单位面积与导电杆间的电容。
沿面放电(ppt)
高电压技术精品资源共享课程
沿面放电(ppt)
（优选）沿面放电
❖2.5 沿面放电 【学习任务】了解气体沿面放电和闪络的现象， 熟悉各类绝缘子沿面放电的特点，了解提高各 类绝缘子闪络电压的方法。
1.2 气体绝缘材料及其击穿特性
❖2.5 沿面放电
气体放电：气体中流通电流的各种形式。 工程上将击穿和闪络统称为放电。
母线（电极） 固体介质
（电工陶瓷） 法兰（接地极）
(a)
电极
固体介 质
电极 (b)
支持绝缘子表面电场的垂直 分量小，沿固体介质表面没 有较大的电容电流流过，放 电过程中不会出现热游离现 象，故没有明显的滑闪放电。
因而垂直于放电发展方向的 介质厚度对放电电压实际上 电 没有影响。
力
线 在这种情况下沿面放电电压 比同电极结构下纯空气间隙 放电电压降低不多。
（钢化玻璃） 均 压 环
四分裂导线
绝缘子串的电压分布很不均匀
图1-43 500kV线路的绝缘子串
使用均压环来改善绝缘子 串的电压分布
绝缘子的三种闪络方式
干闪： 表面干燥、洁净的绝缘子发生的闪络； 湿闪： 表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络； 污闪： 表面脏污的绝缘子在受潮情况下的闪络；
三、淋雨时绝缘子的沿面放电
2、支柱绝缘子的沿面放电 (电场具有弱垂直分量）
提高支柱绝缘子沿面闪络电压的方法
1、增高支柱绝缘子，加大极间距离
2、装设均压环
例如：高3.3m的支柱绝缘子，干闪电压为 588kV，顶部加装直径为1.5m的均压环后， 干闪电压提高到834kV。
二、极不均匀电场中的沿面放电
3、悬式绝缘子的沿面放电 (电场具有弱垂直分量）
热游离是滑闪放电的重要特 征
沿面放电(ppt)
（优选）沿面放电
❖2.5 沿面放电 【学习任务】了解气体沿面放电和闪络的现象， 熟悉各类绝缘子沿面放电的特点，了解提高各 类绝缘子闪络电压的方法。
1.2 气体绝缘材料及其击穿特性
❖2.5 沿面放电
气体放电：气体中流通电流的各种形式。 工程上将击穿和闪络统称为放电。
母线（电极） 固体介质
（电工陶瓷） 法兰（接地极）
(a)
电极
固体介 质
电极 (b)
支持绝缘子表面电场的垂直 分量小，沿固体介质表面没 有较大的电容电流流过，放 电过程中不会出现热游离现 象，故没有明显的滑闪放电。
因而垂直于放电发展方向的 介质厚度对放电电压实际上 电 没有影响。
力
线 在这种情况下沿面放电电压 比同电极结构下纯空气间隙 放电电压降低不多。
（钢化玻璃） 均 压 环
四分裂导线
绝缘子串的电压分布很不均匀
图1-43 500kV线路的绝缘子串
使用均压环来改善绝缘子 串的电压分布
绝缘子的三种闪络方式
干闪： 表面干燥、洁净的绝缘子发生的闪络； 湿闪： 表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络； 污闪： 表面脏污的绝缘子在受潮情况下的闪络；
三、淋雨时绝缘子的沿面放电
2、支柱绝缘子的沿面放电 (电场具有弱垂直分量）
提高支柱绝缘子沿面闪络电压的方法
1、增高支柱绝缘子，加大极间距离
2、装设均压环
例如：高3.3m的支柱绝缘子，干闪电压为 588kV，顶部加装直径为1.5m的均压环后， 干闪电压提高到834kV。
二、极不均匀电场中的沿面放电
3、悬式绝缘子的沿面放电 (电场具有弱垂直分量）
热游离是滑闪放电的重要特 征
《高压电工程》教学课件—03高压外绝缘及沿面放电
极不均匀电场具有强切线分量时的沿面放电
与均匀电场相比其沿面闪络电压较低,因而介质表面积聚电荷使电压 重新分布所造成的电场畸变,不会显著降低沿面闪络电压。
此外,因电场的垂直分量较小,没有明显的滑闪放电。 因此为提高沿面闪络电压,一般从改进电极形状以改善电极附近的电场 着手,如采用内屏蔽或采用外屏蔽电极。
按照材料不同分类：
①瓷绝缘子 抗老化性能极好，且具有足够的电气性能和机械强度； ②玻璃绝缘子 具有零值自破、耐雷击、抗舞动和不掉串等特性； ③复合绝缘子，又称作合成绝缘子 具有一定的机械强度、良好的电气性能和 环境稳定性。
3.2.1 绝缘子的作用及分类
3.2.2 绝缘子的性能要求
1.绝缘子的材料
3.3.2 均匀电场中的沿面放电
固体介质处于均匀或稍不均匀电场中，且界面与电力线平行加 入固体介质后，沿固体介质表面的闪络电压比纯空气间隙的击 穿电压降低很多，原因有:
①固体介质与电极表面没有完全密合或者介质表面有裂纹，存在有极小气隙； ②介质表面电阻的不均匀和表面的粗糙不平； ③处在潮湿空气中的介质表面常吸收潮气形成一层很薄的水膜。水膜中的离 子在电场作用下分别向两极移动，逐渐在两电极附近积聚电荷，使介质表面的电 场分布不均匀。
式中，Kd为空气密度校正系数；Kh为湿度校正系数。
3.1.1 空气密度对放电电压的影响
空气相对密度与气压和温度的关系为：
PT0 273 t0 P 2.89 P
(3-2)
P0T 273 t P0 273 t
在大气条件下，气隙的击穿电压随δ的增大而提高。实验表明，
当δ处于0.95~1.05的范围内时，气隙的击穿电压几乎与δ成正比，即
极不均匀电场具有强垂直分量时的沿面放电
第一章-气体放电的基本物理过程PPT课件
质点的平均自由行程
：一个带电质点在向前行进1cm距离内，发生碰撞 次数的倒数 。
-
5
1.1.1 带电粒子在气体中的运动
质点的平均自由行程
的性质
λ∝ T P
受温度和气压影响
电子的要比分子和离子的大得多
反映了带电质点自由运动的能力
-
6
1.1.1 带电粒子在气体中的运动
带电质点的迁移率
正离子
负极
电子
E
-
61
1.5 电晕放电和沿面放电
1.5.1 电晕放电
1.概念 2.物理过程和效应 3.直流输电线上的电晕 4.交流输电线上的电晕 5.输电线路电晕的抑制方法 6.电晕的应用
1.5.2 沿面放电
1.概念
2.类型及特点
3.放电电压提高方法
4.湿闪现象
5.污闪放电
-
62
1.5.1 电晕放电
1、电晕放电的概念
-
32
1.2 汤逊理论
1.2.4.汤逊理论
汤逊的理论推导
击穿电压U表示为：
U
Bpd
f ( pd )
ln
Apd ln(1 1 )
汤逊理论的适用条件： 均匀电场 pd 26.66kPacm
-
33
1.2 汤逊理论
汤逊理论的不足：
放电时间较长 放电特征呈丝状
阴极的作用
无法解释长间隙放电的物理现象
-
34
1.3 流注放电
2、电晕放电的物理过程和效应 效应：
2)、电风的作用
电子和离子高速运动 与气体交换能量 形成电风
空气对电风的反作用 使电晕电极舞动
-
69
1.5.1 电晕放电
：一个带电质点在向前行进1cm距离内，发生碰撞 次数的倒数 。
-
5
1.1.1 带电粒子在气体中的运动
质点的平均自由行程
的性质
λ∝ T P
受温度和气压影响
电子的要比分子和离子的大得多
反映了带电质点自由运动的能力
-
6
1.1.1 带电粒子在气体中的运动
带电质点的迁移率
正离子
负极
电子
E
-
61
1.5 电晕放电和沿面放电
1.5.1 电晕放电
1.概念 2.物理过程和效应 3.直流输电线上的电晕 4.交流输电线上的电晕 5.输电线路电晕的抑制方法 6.电晕的应用
1.5.2 沿面放电
1.概念
2.类型及特点
3.放电电压提高方法
4.湿闪现象
5.污闪放电
-
62
1.5.1 电晕放电
1、电晕放电的概念
-
32
1.2 汤逊理论
1.2.4.汤逊理论
汤逊的理论推导
击穿电压U表示为：
U
Bpd
f ( pd )
ln
Apd ln(1 1 )
汤逊理论的适用条件： 均匀电场 pd 26.66kPacm
-
33
1.2 汤逊理论
汤逊理论的不足：
放电时间较长 放电特征呈丝状
阴极的作用
无法解释长间隙放电的物理现象
-
34
1.3 流注放电
2、电晕放电的物理过程和效应 效应：
2)、电风的作用
电子和离子高速运动 与气体交换能量 形成电风
空气对电风的反作用 使电晕电极舞动
-
69
1.5.1 电晕放电
4 沿面放电(2)
改善电极形状，使固体介质表面电位分布均匀化
3、强制固定绝缘表面电位；
4、应用半导体涂料；
5、应用合成绝缘子；
6、加强绝缘。
思考作业
2-15、2极不均匀场中具有弱垂直分量时 的沿面放电
电场垂直分量小→沿面电容电流小→无热电离和滑闪 →沿面放电电压降低不多 提高放电电压的途径主要是用均压屏蔽环等改变电极 形状，缓和局部高强场，均匀电场分布
四、干闪、雨闪
1、干闪定义
绝缘子表面在干燥、洁净状态下的闪络
2、雨闪定义
表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络
本次课程目的要求
1、能说明强垂直分量极不均匀场沿面放电特点 及影响因素
2、能说明污闪的条件及影响因素
3、掌握提高固体绝缘沿面闪络电压的方法
1.6 沿面放电（2）
二、极不均匀场中具有强垂直分量时的 沿面放电
电场特点：电力线与固体 介质表面几乎垂直。
放电特点：出现滑闪放电
放电过程
滑闪放电的解释
影响因素：
1、表面电容C0对Us的影响 C0越大→Us分布越不均匀→Us↓ r表越大→Us分布越不均匀→Us↓ 2、介质材料吸湿性
吸湿性大→r表分布不均匀→Us↓
大气相对湿度<70% 湿度影响很小 大气相对湿度>70% 湿度↑→Us↓
提高Us的措施：
1、↓C0： 增大绝缘厚度，采用小介电常数介质
2、↓r表：
硅橡胶特点：
1、憎水性强、耐分性好、且具有迁移性； 2、耐气候变化、耐臭氧、紫外线、电弧； 3、重量轻、机械强度高、不破碎、安装方便； 4、价贵，寿命短，5-15年寿命。
六、提高沿面闪络电压的措施
两个方面： 一是改善绝缘表面电位分布；
二是改进绝缘子的形状、材料，减小表面泄漏距离。
3、强制固定绝缘表面电位；
4、应用半导体涂料；
5、应用合成绝缘子；
6、加强绝缘。
思考作业
2-15、2极不均匀场中具有弱垂直分量时 的沿面放电
电场垂直分量小→沿面电容电流小→无热电离和滑闪 →沿面放电电压降低不多 提高放电电压的途径主要是用均压屏蔽环等改变电极 形状，缓和局部高强场，均匀电场分布
四、干闪、雨闪
1、干闪定义
绝缘子表面在干燥、洁净状态下的闪络
2、雨闪定义
表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络
本次课程目的要求
1、能说明强垂直分量极不均匀场沿面放电特点 及影响因素
2、能说明污闪的条件及影响因素
3、掌握提高固体绝缘沿面闪络电压的方法
1.6 沿面放电（2）
二、极不均匀场中具有强垂直分量时的 沿面放电
电场特点：电力线与固体 介质表面几乎垂直。
放电特点：出现滑闪放电
放电过程
滑闪放电的解释
影响因素：
1、表面电容C0对Us的影响 C0越大→Us分布越不均匀→Us↓ r表越大→Us分布越不均匀→Us↓ 2、介质材料吸湿性
吸湿性大→r表分布不均匀→Us↓
大气相对湿度<70% 湿度影响很小 大气相对湿度>70% 湿度↑→Us↓
提高Us的措施：
1、↓C0： 增大绝缘厚度，采用小介电常数介质
2、↓r表：
硅橡胶特点：
1、憎水性强、耐分性好、且具有迁移性； 2、耐气候变化、耐臭氧、紫外线、电弧； 3、重量轻、机械强度高、不破碎、安装方便； 4、价贵，寿命短，5-15年寿命。
六、提高沿面闪络电压的措施
两个方面： 一是改善绝缘表面电位分布；
二是改进绝缘子的形状、材料，减小表面泄漏距离。
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极不均匀电场：电场强度沿气隙分布极不均匀， 当所加电压达到某一临界值时，曲率半径小的电极附
近空间电场强度首先达到起始场强值E0 ，在此区域先
出现碰撞电离和电子崩，甚至出现流柱。
(1)
110kV全封闭组合电器
分相母线筒
(2)
图 户外1000kV特高压GIS变电站实景图
(3)
第 电晕放电 电场不均匀系数
非自持放电阶段
（1）当棒具有正极性时 在棒极附近，积聚起正空间电荷，减 少了紧贴棒极附近的电场，而略微 加强了外部空间的电场，棒极附近难 以造成流柱，使得放电自持，即电晕 放电难以形成。
(9)
非自持放电阶段 （1）当棒具有负极性时 电子崩中电子离开强电场区后，不再 引起电离，正离子逐渐向棒极运动， 在棒极附近出现了比较集中的正空间 电荷，使电场畸变。棒极附近的电场 得到增强，因而自持放电条件易于满 足，易于转入流柱而形成电晕放电。
E
Keywords：气隙，水膜，电阻不 均匀和粗糙不平。
提高沿面闪络电压的措施：在连接 处涂导电粉末或导电胶。
(18)
不同憎水性固体表面的沿面闪络情况如左图； 不同电压形式下玻璃表面的闪络情况如右图。
(19)
（二）极不均匀电场具有强垂直分量时的沿面放电。
(20)
1、放电现象
导杆
滑闪放电机理： 带电粒子撞击介质 表面，使局部温度 升高，导致热电离
(10)
流柱发展阶段
（1）当棒具有正极性时 电子崩进入棒电极，正电荷留在棒尖加
强了前方的电场（曲线2），对形成流柱发展 有利。头部前方产生电子崩，吸引入流柱头部 正电荷区域，加强并延长流柱通道；
流柱及其头部的正电荷使强电场区更向前 推移（曲线3），促进流柱通道进一步发展， 逐渐向阴极推进，形成正流柱。
离）——主放电——整个气隙被击穿。
** 雷电放电是自然界的超长间隙放电，其先导过程和 主放电过程发展的最充分。
§2.6 沿面放电和污闪事故
一、沿面放电概念 沿面放电：沿气体和固体绝缘或气体和液体绝缘
表面发生的气体放电现象叫沿面放电。
气体中沿着固体绝缘表面放电的形式包括： 沿面滑闪：尚未发生击穿； 沿面闪络：沿面击穿；
(12)
极性效应 曲率半径较小的电极的电位符号不同时，气隙的击穿电压
存在明显差异的现象。 极性效应的应用
在进行外绝缘的冲击高压试验时往往加正极性冲击电压； 在工频高压作用下，击穿均发生在外加电压为正极性的 半周内。
(13)
二、长气隙的击穿 气隙较长时，流注往往不能一次贯穿整个气隙，而
出现逐级推进的先导放电现象。 长间隙的放电过程：电晕放电——先导放电（热电
法兰
外施电压升高 电压超过某一值 电压再升高
电晕放电-辉光放电-滑闪放电-沿面闪络
(21)
2、理论分析
等值电路： 由介质表面电阻RS、比电容 C0和体积电阻G1构成。
(22)
3、放电特点
滑闪放电在交流和冲击电压下很 明显； 随着电压的增加，滑闪长度增加得 很快，靠增加沿面闪络距离来提高 闪络电压的效果有限； 法兰处套管的外径和壁厚越大，滑 闪放电电压越大。
(30)
六、污闪事故的对策 调整爬距（增大泄露距离） 耐张绝缘子增加片数； 悬式绝缘子选用爬距较 长的耐污型绝缘子或改 用V型串。
(31)
定期或不定期的清扫 干步擦拭或高压水枪；
(32)
涂料 硅油或硅脂；室温硫化硅橡胶
(33)
半导体釉绝缘子 新型合成绝缘子
新型合成绝缘子的优点：
电场不均匀系数
f Emax Eav
式中 Emax 最大电场强度,Eav为平均电场强度。
Eav
U d
f < 2 时为稍不均匀电场 f > 4 以上时明显地属于极不均匀电场
(4)
二、电晕放电 电晕放电可以是极不均匀电场气隙击穿过程的第
一阶段，也可以是长期存在的稳定放电形式。这种放 电是极不均匀电场所特有的一种放电形式。
1、重量轻（仅相当于瓷绝缘子的1/10左右）
2、抗弯、抗拉、耐冲击附和等机械性能都很好。 3、电气绝缘性能好，特别是在严重污染和大气潮湿的情 况下性能十分优异； 4、耐电弧性能也很好。
价格昂贵、老化等问题是影响它获得更大推广的问 题。随着材料工艺的进步这种绝缘子必将获得越来越多 的采用。
(34)
第二章 P49页，2-2 补充：
(27)
五、绝缘子污染状态下的沿面放电（污闪）
污闪过程 绝缘子污染通常可分为积污、受潮、干区形成、局部
电弧的出现和发展等四个阶段。采取措施抑制或阻止其中 任何一个阶段的完成就能防止污闪事故的发生。 污闪危害
污闪造成的后果很严重，由于一个区域内绝缘子积污 受潮情况差不多，所以容易发生大面积污闪事故。自动重 合闸成功率远低于雷击闪落时，造成事故的扩大和长时间 停电。就经济损失而言，污闪在各类事故中居首位。
1、说明巴申定律的实验曲线的物理意义是什 么？ 2、电晕产生的物理机理是什么？它有哪些有害 影响？试列举工程上各种防晕措施的实例。 3、极性效应的概念是什么？试以棒—板间隙为 例说明产生机理。
(35)
(23)
4、提高措施
减小比电容； 减小绝缘表面电阻；
(24)
（三）极不均匀电场垂直分量很弱时的沿面放电。
这种绝缘子的两个电极之间
的距离较长，只可能出现沿面闪
En
落。不出现热电离和滑闪放电？
E Et
提高干闪落电压的措施：增大极
间距离。
思考：三种情况下沿面闪络电压 的比较？
(25)
三、沿面放电电压的影响因素和提高方法
(16)
三、沿面放电的类型与特点
界面电场分布可分为三种典型 情况，分别为：
（a）均匀和稍不均匀电场； （b）极不均匀电场具有强垂 直分量； （c）极不均匀电场具有弱垂 直分量
E （a）
Et
E En （b）
En
E Et （c）
(17)
（一）均匀和稍不均匀电场中的沿面放电。
界面与电力线平行，但沿面闪落电 压仍要比空气间隙的击穿电压低很 多？
(15)
二、研究沿面放电的意义
电力系统中绝缘子、套管等固体绝缘在机械 上对高压导体起固定作用，又在电气上起绝缘作 用，其绝缘状况（击穿和闪络）关系到整个电力 系统的可靠运行。输电线路和变电所外绝缘的实 际绝缘水平取决于它的沿面闪络电压（为什么）。
沿固体介质表面的闪络电压不但比固体介质 本身的击穿电压低得多，而且比极间距离相同的 纯气隙的击穿电压低不少？
第三节 自放电条件
§2.3 电晕放电 第六节 不均匀电场中的放电过程 一、稍不均匀电场和极不均匀电场中的放电过程
一、稍不均匀电场和极不均匀电场的放电特征
按照电场的不均匀程度分为 稍不均匀电场 和 极 不均匀电场。
稍不均匀电场：放电特性与均匀电场相似，一旦 出现自持放电便一定立即导致整个气隙击穿。例如： 高压实验中用来测高电压的球隙、全封闭组合电器中 的分相母线筒。
(28)
(29)
污秽表征 污秽度除了与积污量有关还与污秽的化学成分有关。
通常采用“等值附盐密度”（简称“等值盐密”）来表征 绝缘子表面的污秽度，它指的是每平方厘米表面所沉积的 等效氯化钠（NaCl）毫克数。 衡量输电线路绝缘子抗污闪能力的参量是泄漏比距（也称 爬电比距）λ ： 指外绝缘“相—地”之间的爬电距离 (cm) 与系统最高工作（线）电压（kv,有效值）之比。
(5)
（1）基本物理过程描述； （2）外观特征：电极附近空间发出蓝色的晕光； （3）外加电压增大，电晕区也随之扩大，放电电流也 增大（由微安级到毫安级），但气隙总的来看，还保 持着绝缘状态，还没有被击穿。
(6)
§2.4 不均匀电场气隙的击穿
一、短间隙的击穿 击穿过程
1、非自持放电阶段 2、流柱发展阶段。
影响因素：
固体介质材料 主要取决于该材料的亲水性或憎水性。
电场形式 同样的表面闪落距离下均匀与稍不均匀电场闪落
电压最高。 大气条件
气压增大时，闪络电压增加不多； 湿度小于40%时无影响，大于40%时由水分在介质 表面的凝结状况确定。 固体介质表面状况 淋雨、污秽及覆冰等。
(26)
四、固体表面有展阶段
（1）当棒具有负极性时 电子崩由强场区向弱场区发展，对电子崩
发展不利。棒极前的正电荷区消弱了前方空间 的电场，使流柱发展不利（曲线2）；
等离子体层前方电场足够强后，发展新电 子崩，形成了大量二次电子崩，汇集起来后使 得等离子体层向阳极推进，形成负流柱
U 放 棒 板 U 放 棒 板
近空间电场强度首先达到起始场强值E0 ，在此区域先
出现碰撞电离和电子崩，甚至出现流柱。
(1)
110kV全封闭组合电器
分相母线筒
(2)
图 户外1000kV特高压GIS变电站实景图
(3)
第 电晕放电 电场不均匀系数
非自持放电阶段
（1）当棒具有正极性时 在棒极附近，积聚起正空间电荷，减 少了紧贴棒极附近的电场，而略微 加强了外部空间的电场，棒极附近难 以造成流柱，使得放电自持，即电晕 放电难以形成。
(9)
非自持放电阶段 （1）当棒具有负极性时 电子崩中电子离开强电场区后，不再 引起电离，正离子逐渐向棒极运动， 在棒极附近出现了比较集中的正空间 电荷，使电场畸变。棒极附近的电场 得到增强，因而自持放电条件易于满 足，易于转入流柱而形成电晕放电。
E
Keywords：气隙，水膜，电阻不 均匀和粗糙不平。
提高沿面闪络电压的措施：在连接 处涂导电粉末或导电胶。
(18)
不同憎水性固体表面的沿面闪络情况如左图； 不同电压形式下玻璃表面的闪络情况如右图。
(19)
（二）极不均匀电场具有强垂直分量时的沿面放电。
(20)
1、放电现象
导杆
滑闪放电机理： 带电粒子撞击介质 表面，使局部温度 升高，导致热电离
(10)
流柱发展阶段
（1）当棒具有正极性时 电子崩进入棒电极，正电荷留在棒尖加
强了前方的电场（曲线2），对形成流柱发展 有利。头部前方产生电子崩，吸引入流柱头部 正电荷区域，加强并延长流柱通道；
流柱及其头部的正电荷使强电场区更向前 推移（曲线3），促进流柱通道进一步发展， 逐渐向阴极推进，形成正流柱。
离）——主放电——整个气隙被击穿。
** 雷电放电是自然界的超长间隙放电，其先导过程和 主放电过程发展的最充分。
§2.6 沿面放电和污闪事故
一、沿面放电概念 沿面放电：沿气体和固体绝缘或气体和液体绝缘
表面发生的气体放电现象叫沿面放电。
气体中沿着固体绝缘表面放电的形式包括： 沿面滑闪：尚未发生击穿； 沿面闪络：沿面击穿；
(12)
极性效应 曲率半径较小的电极的电位符号不同时，气隙的击穿电压
存在明显差异的现象。 极性效应的应用
在进行外绝缘的冲击高压试验时往往加正极性冲击电压； 在工频高压作用下，击穿均发生在外加电压为正极性的 半周内。
(13)
二、长气隙的击穿 气隙较长时，流注往往不能一次贯穿整个气隙，而
出现逐级推进的先导放电现象。 长间隙的放电过程：电晕放电——先导放电（热电
法兰
外施电压升高 电压超过某一值 电压再升高
电晕放电-辉光放电-滑闪放电-沿面闪络
(21)
2、理论分析
等值电路： 由介质表面电阻RS、比电容 C0和体积电阻G1构成。
(22)
3、放电特点
滑闪放电在交流和冲击电压下很 明显； 随着电压的增加，滑闪长度增加得 很快，靠增加沿面闪络距离来提高 闪络电压的效果有限； 法兰处套管的外径和壁厚越大，滑 闪放电电压越大。
(30)
六、污闪事故的对策 调整爬距（增大泄露距离） 耐张绝缘子增加片数； 悬式绝缘子选用爬距较 长的耐污型绝缘子或改 用V型串。
(31)
定期或不定期的清扫 干步擦拭或高压水枪；
(32)
涂料 硅油或硅脂；室温硫化硅橡胶
(33)
半导体釉绝缘子 新型合成绝缘子
新型合成绝缘子的优点：
电场不均匀系数
f Emax Eav
式中 Emax 最大电场强度,Eav为平均电场强度。
Eav
U d
f < 2 时为稍不均匀电场 f > 4 以上时明显地属于极不均匀电场
(4)
二、电晕放电 电晕放电可以是极不均匀电场气隙击穿过程的第
一阶段，也可以是长期存在的稳定放电形式。这种放 电是极不均匀电场所特有的一种放电形式。
1、重量轻（仅相当于瓷绝缘子的1/10左右）
2、抗弯、抗拉、耐冲击附和等机械性能都很好。 3、电气绝缘性能好，特别是在严重污染和大气潮湿的情 况下性能十分优异； 4、耐电弧性能也很好。
价格昂贵、老化等问题是影响它获得更大推广的问 题。随着材料工艺的进步这种绝缘子必将获得越来越多 的采用。
(34)
第二章 P49页，2-2 补充：
(27)
五、绝缘子污染状态下的沿面放电（污闪）
污闪过程 绝缘子污染通常可分为积污、受潮、干区形成、局部
电弧的出现和发展等四个阶段。采取措施抑制或阻止其中 任何一个阶段的完成就能防止污闪事故的发生。 污闪危害
污闪造成的后果很严重，由于一个区域内绝缘子积污 受潮情况差不多，所以容易发生大面积污闪事故。自动重 合闸成功率远低于雷击闪落时，造成事故的扩大和长时间 停电。就经济损失而言，污闪在各类事故中居首位。
1、说明巴申定律的实验曲线的物理意义是什 么？ 2、电晕产生的物理机理是什么？它有哪些有害 影响？试列举工程上各种防晕措施的实例。 3、极性效应的概念是什么？试以棒—板间隙为 例说明产生机理。
(35)
(23)
4、提高措施
减小比电容； 减小绝缘表面电阻；
(24)
（三）极不均匀电场垂直分量很弱时的沿面放电。
这种绝缘子的两个电极之间
的距离较长，只可能出现沿面闪
En
落。不出现热电离和滑闪放电？
E Et
提高干闪落电压的措施：增大极
间距离。
思考：三种情况下沿面闪络电压 的比较？
(25)
三、沿面放电电压的影响因素和提高方法
(16)
三、沿面放电的类型与特点
界面电场分布可分为三种典型 情况，分别为：
（a）均匀和稍不均匀电场； （b）极不均匀电场具有强垂 直分量； （c）极不均匀电场具有弱垂 直分量
E （a）
Et
E En （b）
En
E Et （c）
(17)
（一）均匀和稍不均匀电场中的沿面放电。
界面与电力线平行，但沿面闪落电 压仍要比空气间隙的击穿电压低很 多？
(15)
二、研究沿面放电的意义
电力系统中绝缘子、套管等固体绝缘在机械 上对高压导体起固定作用，又在电气上起绝缘作 用，其绝缘状况（击穿和闪络）关系到整个电力 系统的可靠运行。输电线路和变电所外绝缘的实 际绝缘水平取决于它的沿面闪络电压（为什么）。
沿固体介质表面的闪络电压不但比固体介质 本身的击穿电压低得多，而且比极间距离相同的 纯气隙的击穿电压低不少？
第三节 自放电条件
§2.3 电晕放电 第六节 不均匀电场中的放电过程 一、稍不均匀电场和极不均匀电场中的放电过程
一、稍不均匀电场和极不均匀电场的放电特征
按照电场的不均匀程度分为 稍不均匀电场 和 极 不均匀电场。
稍不均匀电场：放电特性与均匀电场相似，一旦 出现自持放电便一定立即导致整个气隙击穿。例如： 高压实验中用来测高电压的球隙、全封闭组合电器中 的分相母线筒。
(28)
(29)
污秽表征 污秽度除了与积污量有关还与污秽的化学成分有关。
通常采用“等值附盐密度”（简称“等值盐密”）来表征 绝缘子表面的污秽度，它指的是每平方厘米表面所沉积的 等效氯化钠（NaCl）毫克数。 衡量输电线路绝缘子抗污闪能力的参量是泄漏比距（也称 爬电比距）λ ： 指外绝缘“相—地”之间的爬电距离 (cm) 与系统最高工作（线）电压（kv,有效值）之比。
(5)
（1）基本物理过程描述； （2）外观特征：电极附近空间发出蓝色的晕光； （3）外加电压增大，电晕区也随之扩大，放电电流也 增大（由微安级到毫安级），但气隙总的来看，还保 持着绝缘状态，还没有被击穿。
(6)
§2.4 不均匀电场气隙的击穿
一、短间隙的击穿 击穿过程
1、非自持放电阶段 2、流柱发展阶段。
影响因素：
固体介质材料 主要取决于该材料的亲水性或憎水性。
电场形式 同样的表面闪落距离下均匀与稍不均匀电场闪落
电压最高。 大气条件
气压增大时，闪络电压增加不多； 湿度小于40%时无影响，大于40%时由水分在介质 表面的凝结状况确定。 固体介质表面状况 淋雨、污秽及覆冰等。
(26)
四、固体表面有展阶段
（1）当棒具有负极性时 电子崩由强场区向弱场区发展，对电子崩
发展不利。棒极前的正电荷区消弱了前方空间 的电场，使流柱发展不利（曲线2）；
等离子体层前方电场足够强后，发展新电 子崩，形成了大量二次电子崩，汇集起来后使 得等离子体层向阳极推进，形成负流柱
U 放 棒 板 U 放 棒 板