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2018-1-18 閱讀(3580)
局部放電，就是指絕緣體中只有局部發(fā)生放電，而沒有貫穿施加電壓的導(dǎo)體之間。發(fā)生在絕緣體內(nèi)部的放電稱為內(nèi)部局部放電，相應(yīng)的如果發(fā)生在絕緣體的表面則成為表面局部放電，如果發(fā)生在導(dǎo)體周圍氣體區(qū)域中，就稱為電暈。
當(dāng)絕緣體中局部區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，該區(qū)域就發(fā)生放電。在實(shí)際的絕緣系統(tǒng)中，有的是由復(fù)合材料構(gòu)成的，在不同材料中的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，而且擊穿場(chǎng)強(qiáng)也不同，這就可能在某種材料中首先出現(xiàn)局部放電。有的絕緣系統(tǒng)雖然是由單一的材料做成，但由于在制造中殘留、或在使用中絕緣老化而產(chǎn)生氣泡、裂紋或其他雜質(zhì)，在這些絕緣的缺陷中往往會(huì)首先發(fā)生放電，其中zui常發(fā)生的是氣泡中的放電。在交流電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度是與介電常數(shù)成反比的，因?yàn)闅怏w的介電常數(shù)很小，所以氣泡中的電場(chǎng)強(qiáng)度要比周圍介質(zhì)中高得多，而氣體擊穿場(chǎng)強(qiáng)一般都比液體或固體低得多，因而很容易在氣泡中首先出現(xiàn)放電。
此外，導(dǎo)體表面的毛刺、導(dǎo)體或?qū)Ь€的直徑太小、在導(dǎo)體附近的電場(chǎng)集中也會(huì)造成放電，如電容器的電極邊緣、高壓架空導(dǎo)線、沒有屏蔽好的變壓器的高壓端頭、電纜的端頭以及電機(jī)線棒的出槽口等部位，都經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)局部放電。
對(duì)于發(fā)電機(jī)來說，局部放電主要分為繞組絕緣體內(nèi)部放電、繞組端部放電、槽放電、導(dǎo)體和絕緣體間放電以及火花放電五種
1. 絕緣體內(nèi)部放電：由于制造工藝上的原因或在長(zhǎng)期運(yùn)行中的電、熱、化學(xué)和機(jī)械力的作用，高壓電機(jī)定子繞組絕緣體不可避免地會(huì)在層間出現(xiàn)氣隙。在運(yùn)行電壓作用下，氣隙中的場(chǎng)強(qiáng)很容易達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)，出現(xiàn)絕緣體內(nèi)部放電。內(nèi)部放電會(huì)產(chǎn)生大量能量很大的帶電粒子，這些高能帶電粒子以很高速度碰撞氣隙壁，能夠打斷絕緣體的化學(xué)鍵，造成絕緣材料的表面侵蝕，局部放電產(chǎn)生的局部過熱，會(huì)造成高溫聚合物裂解而使絕緣損壞。通常在運(yùn)行電壓的作用下，氣隙首先擊穿，形成局部放電，內(nèi)部局放的電、熱、化學(xué)和機(jī)械力的聯(lián)合作用，又進(jìn)一步使氣隙擴(kuò)大，造成絕緣有效厚度減少，使擊穿電壓進(jìn)一步降低，zui終導(dǎo)致絕緣擊穿。
2. 繞組端部放電：發(fā)電機(jī)定子繞組端部的連接處，是絕緣的薄弱環(huán)節(jié)，盡管采取了一系列的措施(如防暈漆涂層和分級(jí)防暈層等)，仍是絕緣事故的多發(fā)區(qū)。通常發(fā)電機(jī)繞組端部采用綁扎或壓板結(jié)構(gòu)固定，在運(yùn)行中由于振動(dòng)和摩擦使防暈層損壞時(shí)，會(huì)引起端部表面放電。由于發(fā)電機(jī)端部電場(chǎng)局部集中，一旦發(fā)生端部放電，將對(duì)發(fā)電機(jī)的絕緣產(chǎn)生很大的破壞作用。
3. 槽放電：槽部放電是指線圈主絕緣表面、線棒表面和槽壁之間的放電。其產(chǎn)生的原因是線圈的絕緣體在運(yùn)行溫度下，受熱膨脹較小使槽部表面不能和鐵芯槽壁*接觸，存在間隙。在運(yùn)行中因振動(dòng)或摩擦使槽部防暈層脫落，當(dāng)間隙中的電場(chǎng)超過間隙的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，即發(fā)生槽放電。槽放電是比電暈放電能量大數(shù)百倍的間隙火花放電(電容性)。槽放電的局部溫度可達(dá)數(shù)百至上千度，放電所產(chǎn)生的高能加速電子對(duì)線槽表面產(chǎn)生熱和機(jī)械力的作用，在短期內(nèi)可造成lmm以上深度的麻坑。放電使空氣電離產(chǎn)生臭氧、氮及其氧化物與氣隙中的水分子起化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕性很強(qiáng)的硝酸等，引起線棒表面的防暈層、主絕緣、槽楔、墊條等燒損和腐蝕。
4. 絕緣體間放電：與內(nèi)部放電類似，由于制造工藝上的原因或在長(zhǎng)期運(yùn)行中的電、熱、化學(xué)和機(jī)械力的作用，高壓電機(jī)定子繞組不可避免地會(huì)在導(dǎo)體(銅棒)和絕緣體間出現(xiàn)氣隙，在運(yùn)行電壓作用下，氣隙中的場(chǎng)強(qiáng)很容易達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)，使導(dǎo)體和絕緣間出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象。這種放電產(chǎn)生的能量使絕緣碳化，逐漸出現(xiàn)樹狀放電軌跡，zui終導(dǎo)致絕緣擊穿。
5. 火花放電：當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組在運(yùn)行中受到電、熱、機(jī)械力的作用，引起定子線棒股線的疲勞斷裂。斷裂股線兩端由于振動(dòng)時(shí)斷時(shí)續(xù)，形成火花放電，并且隨工頻電流過零而不斷熄滅、重燃，形成電弧放電。這種由斷股引起的電弧故障，由于有足夠的熱量(能量)，可使導(dǎo)線熔化，對(duì)地絕緣燒毀，一直發(fā)展到絕緣破口、導(dǎo)線接地。因此，故障解剖往往找不到斷股的證據(jù)。斷股電弧故障在發(fā)展過程中，只要熔化的銅液未噴出，發(fā)電機(jī)主保護(hù)裝置就無法感知支路間的電流差，不能動(dòng)作，因而故障時(shí)間長(zhǎng)，危害大。
因此，電弧放電的機(jī)理雖然與局部放電(其它四種放電)的機(jī)理有所不同但其產(chǎn)生的危害也不可忽視。以上五種放電統(tǒng)稱為故障放電，大型發(fā)電機(jī)的故障放電是加速絕緣老化和損壞、導(dǎo)致事故的主要原因。
