采用固體絕緣的電工產品,如塑料電纜、電機、纏繞套管、澆鑄變壓器等,會由于氣體殘留、熱脹冷縮等原因,在絕緣結構中形成氣隙,這些氣隙在電場作用下就會產生局部放電a由分析可知同一工頻電場中,電場強度與介電常數成反比,由于介質的介電常數都較空氣髙,使得氣隙中的場強很高,而且氣隙的擊穿強度比電介質低。在外加電場作用下,氣隙會被更早擊穿,而周圍的電介質沒有被擊穿,電極之間不存在貫穿性的導電通道,這種局部擊穿的現象叫放電。
周部放電起始電壓與很多因素有關,除了介質特性和氣泡狀態之外,還與施加電壓的幅值、波形、作用時間,以及環境條件等有關:
(1)電壓幅值
隨著電壓升高,放電:量和放電次數一般都趨向于增加,這是由于隨著電壓升高,更多更大的氣泡開始放電,即使是單個氣泡,在較低電壓下,K是氣泡中很小的部分面積出現放電,隨著電壓升髙,放電的面積增大。另外,在表面放電中,隨著電壓升高,放電沿表面擴展,即放電的面積増大,放電的部位增多。
(2)電壓的波形和頻率
當工頻交流電壓中含有高次諧波時,會使正弦波的頂部變為尖頂或平頂。當畸變為尖頂波時,其幅值增大,于是放電起始電壓降低,放電量和放電次數都有明顯增加。若畸變為平頂波,只有當高次諧波分量較大時,由于峰值被拉寬,放電次數有較明顯增加,放電量賂有增加,起始點壓略有升高,提高電壓頻率,將明顯增大放電重復率,但只要測試系統有足夠的分辨能力,對于測得的放電量不會有明顯影響。
(3)電壓作用時間
氣體放電具有一定的隨機性,電壓作用的長短對氣體放電有一定的影響,一般情況下升壓速度快則測得的局部放電起始電壓偏大,升壓速度慢則測得的局部放電起始電壓偏小,所以在測試時應規定實驗升壓速率。本實驗中裉據國標,選擇的是0.5kv/s的升壓速率。當電壓的作用時間較長時,一方面可能會產生沿面放電,另一方面試樣中氣隙中氣體的氣壓、氣體的組成成分都可能發生變化,從而使測得的局部放電起始電壓不一致。
(4)環境條件
環境的溫度、濕度、氣壓都會對局部放電產生影響。溫度升高,氣泡中的壓力增大,液體的吸氣性能改善,這將有利于減弱局部放電。另一方面溫度高會加速高聚物分解,會發低分子物質,這又可能加劇局部放電的發展。濕度對表面放電有很大影響,當表面濕度較大時,表面電導增大,嚴重時會發展成沿面閃絡,從而改變試樣所加的電場分布,影響局部放電測量結果。《大氣壓力對局部放電測試結果也有一定的影響,在氣壓低的場合,往往更容易發生局部放電。
考慮上述影響因素,確定本次實驗的實驗條件。局放起始電壓測試時,保持樣品表面千燥清潔,將樣品浸在變壓器油中,以防止電暈放電和沿面閃絡放電對試樣結果的影響。同時,采用必要的屏蔽措施,減少外界信號對實驗的干擾,使背景噪聲降到實驗規定水平以下。實驗采用0.5kv/s的升壓速度,當放電量到達5PC時(測試背景為2-3PC),則認為發生了局部放電。
擊穿電壓測試裝置如上圖所示,試樣由絕緣支座支撐在變壓器油中,測試時確保高壓端、低壓端無明顯。
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