特种作业电工2(第二章-电气绝缘基础知识)5.31改 下载本文

2)弱垂直分量的不均匀电场。当固体介质处于不均匀电场中时,电力线和固体介质表面斜交,电场强度可以分解为与固体介质表面平行的切线分量和垂直的法线分量。根据与固体介质表面垂直的法线分量的强弱,可以将固体介质表面的电场分布区分为弱垂直分量的不均匀电场[图2-16(b)]和强垂直分量的不均匀电场[图2-16(c)]。

支柱绝缘子表面的电场分布属于弱垂直分量的不均匀电场。与支柱绝缘子轴线平行,沿固体介质表面的电场强度切向分量要比垂直分量大很多。而且由于间隙本身电场分布已很不均匀,因此固体介质的存在并不引起电场分布发生重大改变。沿面闪络电压与同样距离极不均匀电场纯空气间隙的击穿电压相比只略有减小。

3)强垂直分量的不均匀电场。图2-16(c)所示属于强垂直分量不均匀电场,常见的高压套管电场分布就属于这一种情况。绝缘套管附近的电场极不均匀,尤其是接地的法兰附近电力线最为密集。电力线垂直于绝缘套管的分量要比切向分量大得多,因此称为强垂直分量的不均匀电场。

图2-17所示为高压套管强垂直分量不均匀电场引起沿面放电的情况。当导电杆1对法兰2之间的电压足够高时,由于法兰盘附近的局部电场很强,其边缘处的空气首先发生游离,出现电晕[见图2-17(a)]。当电压继续升高时,会产生带有辉光的细线状火花,形成刷状放电[见图2-17(b)]。当进一步升高电压,线状火花放电迅速向前发展,形成光亮较强,并很不稳定,产生此起彼伏的树技状火花放电。这种树技状火花放电,并不固定在一个位置上,而是在不同位置交替出现,称为滑闪放电[见图2-17(c)]。

如果继续升高电压,滑闪放电伸长到另一电极时,放电火花贯通两极,形成短路,称为沿面闪络。通常,沿面闪络电压比起始滑闪电压高得不多。这种情况下的沿面闪络电压与同样距离极不均匀电场纯空气间隙的击穿电压相比要低得多。

2. 提高空气中固体绝缘沿面放电电压的措施

针对上面介绍的影响空气中固体绝缘沿面放电的各种因素,可以采取以下措施提高沿面放电电压。

(1)户外安装的电气设备绝缘子设置裙边。工作在户外的绝缘于或套管遇到下雨时被淋湿,雨水在瓷件表面形成一层导电性水膜,使沿面放电电压大大下降。为了防止这种情况,户外式绝缘子总是具有较大的裙边,在淋雨时只润湿绝缘子裙边的上表面,伞状下沿的内侧不易淋透,使水膜不能贯通,从而提高绝缘子的沿面闪络电压。

不仅如此,户外式绝缘子帮边的下沿内侧一般做成凹入形状,使电位梯度的分布不容易形成沿面放电。

(2)在容易出现潮湿污秽的地区绝缘子表面涂憎水性涂料。绝缘子表面涂憎水性涂料,如采用RTV或PRTV等硅橡胶长效涂料涂在绝缘子表面,可防止水膜连成一片,大大减小了绝缘表面泄漏电流的数值,使由于脏污和潮湿引起污闪的起始电压显著提高。RTV长效涂料的有效期为8年,PRTV更长,可达20年。有效期满后可以复涂。

(3)配电装置各导电部位应力求做到电场均匀,以增强其耐电

强度。为了使固体绝缘沿面电场分布均匀还可采取以下措施。

1)减小电极附近单位面积的体积电容,避免电极边缘电场过分集中。图2-18是套管的沿面放电示意图。

对于套管等设备,影响绝缘表面沿面放电电压的因素,除了受湿度等因素影响外,还与绝缘表面对穿过套管中心的导体之间的体积电容C0有关。从图2-18可见,套管表面的沿面电流分布情况与套管的体积电导和体积电容大小有关。体积电容愈大,表面分布电流愈不均匀。在法兰处的电流密度愈大,该处的电场强度也愈强。因此,套管的绝缘层厚度愈小、绝缘介质的相对介电系数εr愈大,即单位面积的体积电容C0愈大,沿面放电电压也就愈低。为了提高沿面放电电压,就得设法减小单位面积的体积电容,例如将套管法兰附近的直径加大。又如电缆终端盒在铅皮割开处增缠绝缘,便直径加大以减小体积电容C0。另外,增加应力矩层和屏蔽环,以免铅皮边缘电场过分集中,这些都属于同一类型的措施,目的是使电场

分布趋于均匀,提高沿面放电电压。

2)减小电极附近固体绝缘表面电阻系数ρs,使沿面电压分布均匀,防止出现电晕,从而提高放电电压。

从图2-18(b)可知,如果减小套管法兰附近固体绝缘表面的电阻系数ρs,则可以降低该处的绝缘筒表面电位梯度,防止在该处出现电场畸变,从而提高沿面放电电压。实际上在变电所运行中有时会发现套管法兰边缘出现电晕或局部放电,其原因并不是由于套管绝缘简存在缺陷,而是因为该处局部场强大,由电场发生畸变所致。因而改善该处的电场分布,就能消除法兰根部的电晕放电现象。为此可以在套管紧靠法兰处局部涂刷半导体釉或银粉等半导体漆,从而减小该处的表面电阻系数人,达到减小电位梯度,防止发生电晕放电。

3)使电力线只经固体介质内部,而不经空气间隙,从而防止出现滑闪放电,提高固体绝缘沿面放电电压。例如,对套管型结构,可把可能会形成滑闪的一个电极深埋在介质内部,或使它紧靠裙边(户外)或凸起的棱边(户内),使电力线只经介质而不经空气,从而防止出现沿面滑闪放电。

P79 第二节 液体介质的绝缘特性

液体绝缘介质具有优良的绝缘性能,并能保护固体绝缘材料免受潮气和空气的有害影响。同时,液体介质具有良好的冷却作用和灭弧功能。因此,液体介质在电力变压器、高压电容器中得到广泛使用,在高压互感器、高压断路器和高压电力电缆中也常有应用。 一、液体绝缘介质的种类

液体介质按其来源分为矿物油、植物油和人工合成液体。 1. 矿物绝缘油

(1)矿物油的炼制。矿物绝缘油是由石油炼制而成的。炼制时先将原油经过预处理,进行脱水、脱盐。然后通过常压分馏、减压分馏,按不同的沸点范围截取不同馏分。再通过精制,除去其中的有害成分,例如树脂、沥青、氮化合物和硫化合物。通过精制后,不仅提高了油品的纯度,而且提高了油品的氧化安定性和电气性能。