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1、专题专题. 沿面放电和高压绝缘子沿面放电和高压绝缘子一一.绝缘子的分类绝缘子的分类绝缘子的用途是支撑导体，将电位不同的导电体（含接地体）绝缘子的用途是支撑导体，将电位不同的导电体（含接地体）在机械上相互连接，而在电气上则相互绝缘。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：主要分为两大类：1 绝缘子（绝缘子（Insulator)：用在导电体和接地体之间的绝缘和：用在导电体和接地体之间的绝缘和固定连接，如隔离开关安装触头的支柱绝缘子、悬挂输电线固定连接，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的绝缘子串2 套管套管(Bushing、insulating tube): 用作
2、导电体穿过接地隔用作导电体穿过接地隔板、电器外壳或墙壁的绝缘部件，如变压器出线套管板、电器外壳或墙壁的绝缘部件，如变压器出线套管二二. 绝缘子的电气性能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污秽闪络电压表面脏污的绝缘子在受潮
3、情况下的闪络电压，电压，三三. 绝缘子的材料绝缘子的材料1.绝缘件，常用的是电瓷，是一种无机绝缘材料，由石英、绝缘件，常用的是电瓷，是一种无机绝缘材料，由石英、2. 长石和粘土烧制而成，另外还有玻璃、浇注环氧树脂、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 或铜管或铜管3. 胶合剂，将绝缘件和附件胶合连接的材料，常用胶合剂，将绝缘件和附件胶合连接的材料，常用500号硅酸号硅酸 盐水泥盐水泥Porcelain Insulator Polymer insulator
4、 Rubber insulator Glass insulator悬式绝缘子悬式绝缘子支柱绝缘子支柱绝缘子开关瓷套开关瓷套针式绝缘子针式绝缘子变压器出线套管变压器出线套管Glass insulatorPolymer Rubber insulator四四. 沿面放电的一般概念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：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沿面放电发展到跨接两级的贯穿性的空气击穿称为闪络。闪络。电力系统外绝缘：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指各种绝缘子的外露部分及各种空气间隙绝缘，一
5、一般是自恢复绝缘。般是自恢复绝缘。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：特性影响很大，界面电场可分为三种情况：五五. 均匀电场中的沿面放电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，这是因为介沿面闪络电压明显低于纯气隙中的击穿电压，这是因为介质表面粗糙、吸附水分以及存在的微气隙等使电场分质表面粗糙、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布发生畸变的缘故 1. 均匀电场均匀电场2. 强垂直分量的极不均匀电场强垂直分量的极不均匀电场 -典型的如套管典
6、型的如套管3. 弱垂直分量的极不均匀电场弱垂直分量的极不均匀电场-典型的如支柱绝缘子典型的如支柱绝缘子均匀电场均匀电场弱垂直分量的弱垂直分量的极不均匀电场极不均匀电场强垂直分量的强垂直分量的极不均匀电场极不均匀电场1-电极电极 2固体介质固体介质 3电力线电力线六六. 极不均匀电场且具有强垂直分量时的沿面放电极不均匀电场且具有强垂直分量时的沿面放电1.基本过程基本过程2.-各处场强差异大，套管法兰附近的电力线密集，电场各处场强差异大，套管法兰附近的电力线密集，电场最强，最强，可出现持续局部沿面放电可出现持续局部沿面放电 浅兰色的电晕放电浅兰色的电晕放电 电晕延伸，形成平行细光线，是一种辉光放电
7、电晕延伸，形成平行细光线，是一种辉光放电 临界值临界值放电性质改变，明亮的树枝状火花，放电性质改变，明亮的树枝状火花， 在不同在不同位置交替出现，有轻的爆裂声，称滑闪放电位置交替出现，有轻的爆裂声，称滑闪放电一点一点滑闪放电火花迅速增长，贯穿两级滑闪放电火花迅速增长，贯穿两级 沿面闪络沿面闪络(a)电晕放电电晕放电-导杆导杆12-法兰法兰(b)细线状细线状辉光放电辉光放电12(c)滑闪放电滑闪放电122. 等值回路及分析等值回路及分析T导杆导杆D介质介质F法兰法兰x=0TDFx=12C0比电容，介质表面单位面积对导杆的电容比电容，介质表面单位面积对导杆的电容0由于由于C0的分流作用，使套管表的
8、分流作用，使套管表面上的电压分布不均匀，在法面上的电压分布不均匀，在法兰附近，电场强度大，容易发兰附近，电场强度大，容易发生滑闪放电。生滑闪放电。FTDRv瓷套的体积电阻瓷套的体积电阻RS瓷套的表面电阻瓷套的表面电阻 提高套管的起晕电压和滑闪电压的措施：提高套管的起晕电压和滑闪电压的措施：减小减小C0：加大法兰处套管的外径和壁厚，也可采用介电常：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数较小的介质，如用瓷油组合绝缘代替纯瓷介质等办法。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
9、此处压降逐渐减小，防止滑闪电压过早出现，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。从而提高沿面闪络电压。对于对于35kV以上的高压套管，以上措施还不够，必须采用能以上的高压套管，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充调节径向和轴向电场的电容式套管或绝缘性能更好的充油式套管油式套管七七.极不均匀电场且垂直分量很弱时的沿面放电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，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，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
10、。其平均击穿场强比前一种情况有滑闪放电时高。 八八.固体介质表面有水膜时的沿面放电固体介质表面有水膜时的沿面放电ABCAB绝缘子配备伞裙，提高湿闪电压绝缘子配备伞裙，提高湿闪电压湿闪电压与湿闪电压与伞裙裙数、伞的倾角、伞裙数、伞的倾角、伞裙直径、直径、伞裙伞裙伸出伸出长度与度与伞裙间伞裙间气隙气隙长度度之比等因素有关，在设计绝缘子时之比等因素有关，在设计绝缘子时要仔细考虑要仔细考虑1. 发展过程：发展过程：积污受潮干区形成局部电弧出现积污受潮干区形成局部电弧出现(爬电爬电)局部电弧发展局部电弧发展有时在工作电压下就会发生闪络，造成的后果严重有时在工作电压下就会发生闪络，造成的后果严重九九. 绝
11、缘子污秽状态下的沿面放电绝缘子污秽状态下的沿面放电铁脚铁脚烘干区烘干区湿污区湿污区扩展的扩展的烘干区烘干区电弧的电弧的延伸延伸局部电弧局部电弧悬式绝缘子悬式绝缘子测量污秽度划分污区等级，决定不同污区内户外绝缘应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：各对应所需爬电比距：级级(清洁清洁)：15mm/kV;级级18mm/kV; 级级:20mm/kV; 级级25mm/kV; 级级(污秽污秽):25mm/kV2. 污秽等级污秽等级-用用“等值盐密等值盐密”来表示绝缘子表面的污秽度：指与来表示绝缘子表
12、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含量含量(mg/cm2)3.防止污闪的措施防止污闪的措施增大绝缘子爬电比距（增大泄漏距离）增大绝缘子爬电比距（增大泄漏距离）爬电比距（爬电比距（ ）指外绝缘）指外绝缘“相地相地”之间的爬电距离与之间的爬电距离与系统最高工作（线）电压（有效值）之比，系统最高工作（线）电压（有效值）之比，cm/kV定期或不定期清扫定期或不定期清扫涂料，在绝缘子表面涂上憎水性材料涂料，在绝缘子表面涂上憎水性材料采用半导体釉绝缘子采用半导体釉绝缘子新型合成绝缘子（硅橡胶绝缘子新型合成绝缘子（硅橡胶绝缘子,憎水）憎水）Washing on-line
