优选第三章气体中的沿面放电和高压绝缘子

2）减小表面电阻 率=》涂半导体漆
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.4.2 极不均匀电场强垂直分量沿面放电
滑闪放电电压经验公 式：
火花放电长度经验公 式：
光滑介面闪络电压公 式：
Ucr
1.36 10 4
/
C 0.44 0
k
V
lcr
KC02U 5 4
du cm dt
Uf
5
l KC02
20 du kV dt
3）介质表面电阻不均匀、 表面粗糙，畸变电场
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.3均匀电场沿面放电
固 体 表 面 吸 附 水 分 能 力 的 影
电 压 变 化 较 慢 击 穿 电 压 较 低
响
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.4.1 极不均匀电场强垂直分量沿面放电
基本过程： 1）电晕放电 2）刷状放电 3）滑闪放电 4）完全击穿
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.2典型电场分布形式
均匀电场有强垂直分量的极不均匀场有弱垂直分量的极不均匀场
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.3均匀电场沿面放电
1）固体与电极接触面中 气隙产生局部强场引发 放电
2）介质表面吸附水分形 成水膜，水膜中离子迁 移到电极附近畸变电场， 降低了闪络电压
湿闪电压：表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络电压，是 户外绝缘子的主要指标 污闪电压：表面脏污的绝缘子在受潮时的闪络电压 人造雨：体电阻率100欧.米，降雨量1~1.5mm/min，45 度角
第一节绝缘子的性能要求和材料
1.4绝缘子其他性能
机械性能：拉伸负荷、弯曲负荷、扭转负荷 冷热性能：膨胀应力 老化性能：抗老化
分为内胶、外胶和 内外联胶 空心瓷件顶部隔板 用来防止沿内表面 闪络
第四节 棒形绝缘子计算
4.1 干闪电压
干闪距离：棒形绝缘子两电极间的最短空气距 离=》决定了干闪电压
伞形、伞数、支柱直径对干闪电压影响不大
干闪电压接近空气间隙的击穿电压，可用棒板
空气间隙估算
工频：
U f 5.6ld0.9kV
操作冲击： U50 31.5ld0.6kV
滑闪机理： 带电离子撞击介 质表面，使局部 温度升高，导致 热电离
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.4.1 极不均匀电场强垂直分量沿面放电
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=》单 靠加长沿面距离来提高 闪络电压的效果很差
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.4.2 极不均匀电场强垂直分量沿面放电
2）闪络电压与空气击穿电压 的差别比有强垂直分量时要 小得多
3）一般从改进电极形状以改 善电场分布入手提高闪络电 压
第三节 支柱绝缘子-3.1 户外
支柱绝缘子：弱垂直分量类型
实心带伞； 几个支柱绝缘子串接后， 沿表面的电压分布不均匀， 一般常采用均匀环
第三节 支柱绝缘子-3.2 户内
实心或空心带棱；
第四节 棒形绝缘子计算
4.2 湿闪电压
垂直安装淋雨时闪 络路径：
1)小雨：AB-BCA’A’B’或AB-BA’-A’B’： 湿表面和空气间隙 串联
第一节绝缘子的性能要求和材料
1.5绝缘子材料
电瓷：无机材料，耐腐蚀，抗老化，具有足够的电气强 度和机械强度；脆，抗压强度比抗拉强度大得多；上釉 强度大
第一节绝缘子的性能要求和材料
1.5绝缘子材料
钢化玻璃：电气和机械强度大于电瓷，输电线路钢化玻 璃绝缘子损坏后能“自爆”
第一节绝缘子的性能要求和材料
雷电冲击： U50 7.8ld0.92kV
第四节 棒形绝缘子计算
4.2 湿闪电压
伞形、伞数决定了湿闪电压=》户外绝缘子的外 形结构由湿闪电压决定 介质表面完全淋湿时，雨水形成连续导电层， 泄漏电流增加，闪络电压仅为干燥时的40% 设计时首先根据干闪电压初步决定绝缘件高度， 再按湿闪电压确定外形结构，并最终确定绝缘 高度
盘形悬式绝缘子
支柱绝缘子
第一节绝缘子的性能要求和材料
1.2：瓷套：用做电气内绝缘的容器
氧
化
锌
避
电流互感器
雷
器
第一节绝缘子的性能要求和材料
油纸电容式穿墙套管
1.3：套管：用做
变
导体穿过电器外壳 压
和墙
器
套
管
第一节绝缘子的性能要求和材料
绝缘子电气性能
干闪电压：表面清洁、干燥的绝缘子的闪络电压：是户 内绝缘子的主要指标
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.4.2 极不均匀电场强垂直分量沿面放电
滑闪电电压经验公式：
光滑介面闪络电压公 式：
源自文库
Ucr
1.36 10 4
/
C 0.44 0
k
V
Uf
5
l KC02
20 du kV dt
要提高闪络电压，减小比电容比增大绝缘距离的效果 好的多
工程上的要求：
工作电压下：不出现有害局部放电
优选第三章气体中的沿面放电和 高压绝缘子
HV & EMC Laboratory
North China Electric Power University
外绝缘的两大问题：
雷击
污闪
第一节绝缘子的性能要求和材料
绝缘子用于将不同电位的导电体在机械上相互连 接，在电气上相互绝缘
1.1：绝缘子：导体与 地之间绝缘和连接
工频试验电压下：不出现滑闪放电
冲击试验电压下：允许出现滑闪放电，但不能击穿
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.4.2 极不均匀电场强垂直分量沿面放电
直流电压：以表面电阻分压为主 1）无明显滑闪放电现象 2）介质表面电压分布均匀 3）闪络电压较高
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.4.3 极不均匀电场弱垂直分量沿面放电 1）电场垂直分量小，沿表面 不会有较大电容电流，不会 出现热电离=》没有明显的滑 闪放电
1.5绝缘子材料
有机复合材料：重量轻、体积小、工艺简单；表面有憎 水性，抗污闪能力强，复合绝缘子的玻璃纤维芯棒的抗 拉强度高于钢
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.1综述
沿面放电：沿绝缘子和空气的分界面上发生的放 电现象称为沿面放电； 闪络：沿面放电发展到贯穿性的空气击穿称为闪 络； 沿面闪络电压比气体或固体单独存在时的击穿电 压都低
等值电路：由表面电阻、 体电容、体电阻构成
比电容C0：介质表面单 位面积与另一电极间的 电容（F/cm2)
放电现象与比电容和电 压变化率有关
第二节气体中沿固体介质表面的放电
2.4.2 极不均匀电场强垂直分量沿面放电
工频起始放电电压：
提高起始电压的 方法：
U0
E0
C0 s
K C00.5
1）减小比电容=》 增加厚度、采用 介电常数小的介 质