4 第二章 沿面放电和高压绝缘子

九. 绝缘子污秽状态下的沿面放电
1. 发展过程： 积污－受潮－干区形成局部电弧出现(爬电)－局部电弧发展 有时在工作电压下就会发生闪络，造成的后果严重
烘干区
局部电弧 扩展的 烘干区 铁脚 湿污区 悬式绝缘子
电弧的 延伸
2. 污秽等级
-----用“等值盐密”来表示绝缘子表面的污秽度：指与绝
缘子表面单位面积上的污秽物导电性相当的等值NaCl 含量(mg/cm2)
介质表面粗糙、吸附水分以及存在的微气隙等使电场
分布发生畸变的缘故
均匀电场
强垂直分量的 极不均匀电场
弱垂直分量的 极不均匀电场
1-电极 2－固体介质 3－电力线
六. 极不均匀电场且具有强垂直分量时的沿面放电
1. 基本过程
----各处场强差异大，套管法兰附近的电力线密集，电场最强， 可出现持续局部沿面放电 Ｕ↑→ 浅兰色的电晕放电
板、电器外壳或墙壁的绝缘部件，如变压器出线套管
二. 绝缘子的电气性能 闪络电压：连通两电极的沿绝缘体外部空气的放电电压 1.干闪络电压－清洁干燥绝缘子的闪络电压，是户内绝缘子 的主要性能
2. 湿闪络电压－洁净绝缘子在淋雨时的闪络电压，是户外
绝缘子的主要性能 3. 污秽闪络电压－表面脏污的绝缘子在受潮情况下的闪络

x=0 F
l
x=l 1
d
D T
T－导杆 D－介质 F－法兰 C0－比电容，介质表面单位面积对导杆的电容
2
Rv－瓷套的体积电阻 RS－瓷套的表面电阻
F

i
RS
D
T 由于C0的分流作用，使套管表 面上的电压分布不均匀，在法 兰附近，电场强度大，容易发 生滑闪放电。
Rv
C0
i

U
U0
0
l
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x
提高套管的起晕电压和滑闪电压的措施：
电压，
三. 绝缘子的材料 1. 绝缘件，常用的是电瓷，是一种无机绝缘材料，由石英、 长石和粘土烧制而成，另外还有玻璃、浇注环氧树脂、 合成绝缘子 2. 金属附件，主要由铸铁和钢制成，套管的导杆一般用铜杆 或铜管 3. 胶合剂，将绝缘件和附件胶合连接的材料，常用500号硅酸 盐水泥
Porcelain Insulator Polymer insulator Rubber insulator Glass insulator 悬式绝缘子
专题. 沿面放电和高压绝缘子
一. 绝缘子的分类
在机械上相互连接，而在电气上则相互绝缘。 主要分为两大类： 1 绝缘子（Insulator)：用在导电体和接地体之间的绝缘和
绝缘子的用途是支撑导体，将电位不同的导电体（含接地体）
固定连接，如隔离开关安装触头的支柱绝缘子、悬挂输电线
的绝缘子串 2 套管(Bushing、insulating tube): 用作导电体穿过接地隔
支柱绝缘子
开关瓷套
针式绝缘子
变压器出线套管
Glass insulator
Polymer Rubber insulator
四. 沿面放电的一般概念
沿面放电：沿着固体介质表面发展的气体放电现象 -----沿面放电发展到跨接两级的贯穿性的空气击穿称为闪
络。
电力系统外绝缘： -----指各种绝缘子的外露部分及各种空气间隙绝缘，一般 是自恢复绝缘。
测量污秽度－划分污区等级，决定不同污区内户外绝缘应
有的绝缘水平、决定清扫周期；我国分五级 各对应所需爬电比距： Ⅰ级(清洁)：15mm/kV;Ⅱ级18mm/kV; Ⅲ级:20mm/kV; Ⅳ 级25mm/kV; Ⅴ级(污秽):>25mm/kV
3.防止污闪的措施
▲增大绝缘子爬电比距（增大泄漏距离） 爬电比距（ ）指外绝缘“相－地”之间的爬电距离与 系统最高工作（线）电压（有效值）之比，cm/kV
Ｕ↑↑→ 电晕延伸，形成平行细光线，是一种辉光放电
Ｕ↑＞临界值→放电性质改变，明亮的树枝状火花， 在不同 位置交替出现，有轻的爆裂声，称滑闪放电 Ｕ↑一点→滑闪放电火花迅速增长，贯穿两级→ 沿面闪络
1 -导杆
1
1
2-法兰 (a)电晕放电
2 (b)细线状 辉光放电
2 (c)滑闪放电
2. 等值回路及分析
充油式套管
七.极不均匀电场且垂直分量很弱时的沿面放电
典型的如支柱绝缘子， 绝缘子的干闪络电压基本随极间距离的增大而提高， 其平均击穿场强比前一种情况有滑闪放电时高。
八.固体介质表面有水膜时的沿面放电
绝缘子配备伞裙，提高湿闪电压
湿闪电压与伞裙数、伞的倾角、伞裙 直径、伞裙伸出长度与伞裙间气隙长 度之比等因素有关，在设计绝缘子时 要仔细考虑 B C A´ B´ A
Flashover
固体介质与气体介质交界面上的电场分布情况对沿面放电的 特性影响很大，界面电场可分为三种情况： 1. 均匀电场 2. 强垂直分量的极不均匀电场 ----典型的如套管 3. 弱垂直分量的极不均匀电场 ----典型的如支柱绝缘子
五. 均匀电场中的沿面放电
沿面闪络电压明显低于纯气隙中的击穿电压，这是因为
▲定期或不定期清扫
▲涂料，在绝缘子表面涂上憎水性材料 ▲采用半导体釉绝缘子 ▲新型合成绝缘子（硅橡胶绝缘子,憎水）
Washing on-line
▲减小C0：加大法兰处套管的外径和壁厚，也可采用介电常
数较小的介质，如用瓷－油组合绝缘代替纯瓷介质等办 法。 ▲减小绝缘表面电阻，如在套管靠近法兰处涂半导体釉或半 导体漆，使此处压降逐渐减小，防止滑闪电压过早出现，
从而提高沿面闪络电压。
▲对于35kV以上的高压套管，以上措施还不够，必须采用
能调节径向和轴向电场的电容式套管或绝缘性能更好的