沿面放电和外绝缘

大连理工大学网络教育学院高电压技术辅导资料四主题：第二章沿面放电和高压绝缘子(第1、2节)学习时间:2013年10月21日-10月27日内容:第二章沿面放电和高压绝缘子我们这周主要学习第二章的第一节“绝缘子的性能要求和材料”和第二节“沿面放电”的相关内容。

希望通过下面的内容能使同学们加深对绝缘子性能的理解和沿面放电的概念的理解以及掌握提高沿面放电电压的措施。

第一节绝缘子的性能要求和材料1.绝缘子的分类一切带电导体都不可能悬浮在大气中，而必须用固体绝缘装臵将它们悬挂起来或支撑起来。

当带电导体需要穿过墙壁或电力设备的油箱时，也要用穿墙套管或设备套管加以固定和绝缘。

在电力系统中，绝缘子的用途是将电位不同的导电体在机械上相互连接，而在电气上则相互绝缘。

按结构分，主要分为:绝缘子(狭义)：用在导电体和接地体之间的绝缘和固定连接，如悬挂输电导线的悬式绝缘子、支柱绝缘子、横担绝缘子等。

套筒：用作电器内绝缘的容器，如互感器瓷套、避雷器瓷套及断路器瓷套套管：用作导电体穿过接地隔板、电器外壳或墙壁的绝缘部件，如变压器出线套管、电容器的出线套管等。

按材料分，主要分为：电工陶瓷、钢化玻璃、硅橡胶、乙丙橡胶等有机材料。

目前应用最多绝缘子材料是电工陶瓷。

但是随着有机材料的优点得到越来越多的应用，它的使用量也在增加。

2.绝缘子的电气性能绝缘子是起电气绝缘和机械固定作用的外绝缘部件，对绝缘子的基本要求是：有足够的电绝缘强度；能承受一定的机械负荷；能经受不利的环境和大气作用。

绝缘子的电气性能通常用闪络电压来衡量。

闪络电压是指连通两电极的沿绝缘子外部空气的放电电压。

根据工作条件的不同，闪络电压可分为:干闪络电压：洁净干燥绝缘子的闪络电压，是户内绝缘子的主要性能。

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。

大多数绝缘子是在户外使用的，当遭受到淋雨时，它的闪络电压会比干闪络电压下降。

污秽闪络电压：表面脏污的绝缘子在受潮情况下的闪络电压，常用泄漏距离来表示。

沿面放电绝缘闪络的区别
沿面放电和绝缘闪络都是高压电气设备中的电气故障，它们的区别在于故障形态和产生机制不同。

沿面放电是指在绝缘表面产生的一种沿表面连续放电现象。

沿面放电通常发生在干燥的绝缘材料表面，如塑料、橡胶等。

在高压电场的作用下，表面绝缘材料上的电荷越来越密集，当电荷密度达到一定程度时，就会发生放电，电荷通过空气电离而在表面形成一条光亮的通道。

沿面放电通常不会导致严重的设备故障，但如果不及时处理，会逐渐扩大并形成绝缘闪络。

绝缘闪络是指在绝缘材料内部或表面产生的一种瞬时放电现象。

绝缘闪络通常发生在湿度较高或表面存在污垢等污染物的情况下。

在高压电场的作用下，绝缘材料内部或表面的电荷被极化，并在电荷密度达到一定程度时发生电离，产生闪络放电。

绝缘闪络通常会产生较强的热效应，导致绝缘材料受损，甚至烧毁。

因此，绝缘闪络是一种严重的设备故障。

总的来说，沿面放电和绝缘闪络都是电气设备中的电气故障，但它们的产生机制和故障形态有所不同。

在实际应用中，需要根据不同的情况采取相应的预防和处理措施。

风电绝缘技术监督——名词解释名词：电介质的极化在外电场作用下，电介质内部沿电场方向产生感应偶极矩，电介质表面出现与电极极性相反的电荷，这种现象称为电介质极化。

名词：沿面放电沿着不同凝聚态电介质交界面的放电，如气体或液体电介质沿固体电介质表面的放电。

名词：电晕放电气体间隙在极不均匀电场下产生的局部放电现象。

名词：操作过电压电力系统由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的过电压。

名词：雷电感应过电压雷闪击中电气设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电气设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。

名词：液体电介质小桥击穿在电场作用下，工程用液体电介质小桥中因杂质形成小桥，导致液体电介质由绝缘状态突变为良导电状态的过程。

名词：吸收比一般将60s和15s时绝缘电阻的比值称为吸收比，即。

（高压电气设备试验方法）名词：标准参考大气条件标准化的耐受电压适用的标准参考大气条件是a．温度t0=20°C;b．压力p0=101.3kPa(1013mbar)c．绝对湿度h0=11g/m3名词：外绝缘空气间隙及设备固体绝缘外露在大气中的表面，它承受作用电压并受大气和其他现场的外部条件，如污秽、湿度、虫害等的影响。

名词：系统最高电压在正常运行条件下，系统中任一点在任一时刻所出现的相间最高运行电压的有效值。

名词：接地故障因数在一给定系统结构的三相系统的给定点上，在对系统任一点的一相或多相均有影响的故障期间，健全相的相对地最高工频电压有效值与无故障时该点相对地工频电压有效值之比。

名词：转差率旋转磁场的转速ns与转子转速n之差，转差与同步转速的比值称为转差率。

名词：效率曲线发电机在额定转速、额定电压下，不同输出功率与效率之间的关系。

名词：工作制电机所承受的一系列负载状况的说明，包括起动、空载、停机和断能及其持续时间和先后顺序等。

名词：停机和断能电机处在即无运动，又无电能或机械能输入的状态。

绝缘子表面污秽时的沿面放电及采取的防治措施户外绝缘子，特别是在工业、海岸或盐碱地区运行的绝缘子，常会受到工业污秽或自然界盐碱、灰尘等污秽的污染。

在干燥情况下，这种污秽尘埃的电阻很大，沿绝缘子表面流过的泄漏电流很小，对绝缘子的安全运行没有什么危险。

下大雨时，绝缘子表面的污秽容易被冲掉，当大气湿度较高，或在毛毛雨、雾、露、雪等不利的天气条件下，绝缘子表面的污秽尘埃被润湿，表面电导剧增，使绝缘子的泄漏电流剧增，其结果使绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压（污闪电压）显著降低，甚至有可能使绝缘子在工作电压下发生闪络（通常称为污闪）。

污闪将使设备跳闸，引起停电事故。

据某工业地区统计，雾天的污闪事故占电力线路事故的21％，污闪事故往往造成大面积停电，检修恢复时间长，严重影响电力系统的安全运行。

介质表面的污闪过程与清洁表面完全不同，故研究脏污表面的沿面放电，对污秽地区的绝缘设计和安全运行有重要的意义。

在潮湿污秽的绝缘子表面出现闪络的机理大致如下：污秽绝缘子被润湿后，污秽中的高导电溶质溶解，在绝缘子表面形成薄薄的一层导电液膜，在润湿饱和时，绝缘子表面电阻下降几个数量级。

在电压作用下，流经绝缘子表面污秽层的泄漏电流显著增加，泄漏电流使润湿的污层加热、烘干。

由于污层沿表面分布不均匀，也由于绝缘子的复杂结构造成各部分电流密度不同，污秽层的加热也是不平衡的。

在电流密度最大且污层较薄的铁脚附近发热最甚，水分迅速蒸发，表面被逐渐烘干，使该区的电阻大增，沿面电压分布随之改变，大部分电压降落在这些干燥部分。

将与这些干燥部分的空气间隙击穿形成火花放电通道，由于火花通道的电阻低于原干燥部分的表面电阻，使泄漏电流增大，形成局部电弧，使污层进一步干燥，使电弧伸长。

总之，绝缘子全部表面的干燥将使泄漏电流减小，而局部电弧的伸长则使泄漏电流增大。

如总的结果是泄漏电流减小，则局部电弧将熄灭；如总的结果是泄漏电流增大，则局部电弧将继续伸长，多个局部电弧的发展串接起来形成沿整个绝缘表面的闪络。

沿面放电的特征(一)沿面放电的特征什么是沿面放电？沿面放电是一种电气现象，指的是电流沿着物体表面产生放电现象。

它通常发生在高电压下，会导致能量损耗、设备损坏甚至火灾等严重后果。

沿面放电的特征沿面放电具有以下特征：•形态多样：沿面放电可以表现为闪络放电、表面击穿放电、放电轨迹等多种形式，具有较强的多样性。

•放电频率高：沿面放电的发生频率较高，尤其是在高电压作用下，容易发生放电现象。

•电流密度大：沿面放电时，电流密度往往比较大，导致能量集中释放，对设备和物体造成损坏。

•温升显著：沿面放电释放的能量会导致附近区域温度升高，特别是对于绝缘材料来说，温升更为显著。

•导致局部气体电离：沿面放电时，放电区域周围的气体容易发生电离现象，形成气体放电等次级效应。

沿面放电的影响沿面放电的发生会对相关物体和设备产生不利影响，包括但不限于以下方面：•设备损坏：沿面放电会使设备损坏，特别是在高电压环境下，放电能量较大时，设备容易发生故障。

•能耗增加：沿面放电会导致能耗增加，因为放电释放的能量是无法有效利用的，只会被转化为热能，造成能源浪费。

•安全风险：沿面放电可能引发火灾等安全事故，对人身和财产安全造成威胁。

如何防止沿面放电？为了防止沿面放电，可以采取以下措施：•优化设计：在产品设计和设备配电系统中，考虑到沿面放电的特点，优化电气结构和绝缘材料的选择，降低发生放电的风险。

•定期维护：定期检查和维护设备和电气系统，确保连接良好、绝缘正常，及时发现并处理潜在的沿面放电问题。

•引入保护装置：在关键设备和系统中引入沿面放电保护装置，能够及时监测和阻止放电现象，保护设备和人员的安全。

•加强培训和意识：对于操作人员和相关人员进行培训，提高他们对沿面放电的认识和防范意识，以便及时处理和应对相关问题。

结论沿面放电作为一种电气现象，具有形态多样、放电频率高、电流密度大、温升显著和导致局部气体电离等特征。

它对设备和物体产生不利影响，包括设备损坏、能耗增加和安全风险等。

1、电子崩：电子按照几何级数不断增多，类似雪崩似地发展，这种急剧增大的空间电子流被称为电子崩。

2、非自持放电：依靠外电离因素来维持的放电，称为非自持放电。

3、自持放电：外施电压达到U0后的放电称为自持放电4、流注：正、负带电粒子的混合通道5、极性效应：不同极性的高场强电极的电晕起始电压的不同，以及间隙击穿电压的不同，称为极性效应。

6、U50：采用击穿百分比为50％时的电压（U 50% ）来表征气隙的冲击击穿特性7、伏秒特性：同一波形，不同冲击电压峰值下，间隙上出现的最高电压和放电时间的关系曲线，称为伏－秒特性。

8、沿面放电：当固体和气体（或液体）介质构成并联放电路径时，放电总是沿着固体表面进行的，这种现象称为沿面放电。

9、闪络：当沿面放电发展到两极击穿时，称为闪络。

10、逆闪络（反击）：11、污闪：由于污秽导致产生的闪络。

12、极化：介质在电场的作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生了弹性位移或偶极子转向，对外显示出极性13、累积效应：一系列不完全击穿的积累，可以导致完全的击穿14、老化：绝缘在长期的运行过程中发生的一系列物理和化学的变化，致使其电气、机械和其他性能逐步劣化的现象。

15、热老化的8 ℃规则：对于A级绝缘材料，如果它们的工作温度超过规定值（105℃）8 ℃时，寿命约缩短一半。

16、操作过电压：由电力系统的操作或故障引起的过渡过程的过电压。

其持续的时间较短（以毫秒计），是一种衰减的振荡。

17、暂时过电压：由电力系统的操作或故障引起，持续的时间较长，具有电源或其谐波的频率，不衰减或弱衰减的过电压。

18、雷暴日：雷暴日Td 是指该地区平均一年内有雷电放电的平均天数，单位d/a19、地面落雷密度：表征雷云对地放电的频繁程度以地面落雷密度（）来表示，是指每一雷暴日每平方公里地面遭受雷击的次数20、工频续流：避雷器在雷电的作用下，间隙被击穿，雷电流消失后，在工作电压的作用下，有一工频电流继续流过已被电离化了的击穿通道，这个电流称之为工频续流21、灭弧电压：灭弧电压-----指避雷器尚能可靠熄灭工频续流电弧时的最高工作电压（指相电压）22、保护比：避雷器的残压与灭弧电压之比。