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局部放电对绝缘的侵蚀机理及局部放电自熄性现象

时间:2016-08-25 11:59:56  阅读:
      变压器油是具有自恢复绝缘能力的介质,故局部放电对油绝缘的影响远不如对纸(纸板)明显。

油浸式绝缘结构内的局部放电如上所述,大致分为气泡及油中放电二种。气泡局部放电场强较大时也会最终使纸(纸板)受到损害。油中局部放电能对纸(纸板)产生侵蚀作用;一是较快地出现间接损坏,即油中局部放电易使纸(纸板)中出现较大的气泡。另一种是较慢的直接损坏,即使纸(纸板)的纤维受到机械性破坏(纤维碎裂)和碳化。其破坏机理大致如下:

(l)带电粒子(如电子、离子等)冲击绝缘介质,将其分子结构破裂,使纤维碎裂,因而绝缘介质受损。
(2)带电粒子的撞击,使该处绝缘介质出现局部温度升高,引起绝缘材料的过热,甚至碳化。
(3)由于放电的电解作用,产生原子氧、臭氧、一氧化氮、二氧化氮,使绝缘介质加速氧化。遇到水份,又合成硝酸,腐蚀绝缘介质。
(4)油中发生局部放电时,油被分解加上油中的杂质,会使纸层上凝集生成橙黄色X蜡在匝间绝缘和绝缘的油角间隙处。X蜡使绝缘介质的介损tgδ激增,散热能力降低而容易导至热击穿。

从纸(纸板)受损伤处外观看。可分为沿厚度方向穿孔和沿表面流柱(树枝状)侵蚀,后者更易发生。当油中局部放电由开始的不稳定阶段刚刚发展到稳定阶段时,纸(纸板)表面出现了树枝状流柱放电。放电电荷约104—105pC,能量还不大,故只能使沿纸(纸板)表面放电通道中的油被排挤,残余水份被排出,因而留下无色的斑痕,称之为白痕现象,使绝缘受到了损害。局部放屯更强烈发展,放电能量增加,使绝缘受到碳化,出现黑痕,绝缘介质永久性损坏,导至发生沿面闪络。

研究局部放电侵蚀机理时,还必须注意局部放电的滞后性与自熄性现象
(1)逐渐提高外施电压,当绝缘中出现局部放电时(第一次起始放电电压为100%),将外施电压逐步降低,至一定值时(例如50%或更低)局部放电熄灭。然后第二次逐渐升高外施电压。其起始放电电压会明显低于第一次,再次降低外施电压,其熄灭电压与第一次相近2020这种现象叫做局部放电的滞后现象。这种现象的发生是因为:油中局部放电使油和纸分解出气体,还伴随着气泡性局部放电。如果气泡不断汇集,且逐步扩大,则起始放电电压越来越低,最终可能使运行中的产品在正常工作电压下就会出现较大的放电量。局部放电滞后现象的继续发展最后导致产品绝缘发生击穿。
(2)局部放电的自熄现象,局部放电试验时,在恒定外施电压作用下,进行局部放电的电荷一时间曲线的测试,有时可以看到,放电电荷随着时间的推移,呈下降,甚至消失。这是由于变压器油具有一定的溶解气体的能力,气体处于溶解状态时,对油的原有绝缘性能无什么影响。如果局部放电分解出的各种气体并不聚集成悬浮状态,而是被油所溶解时,则气泡不会出现。故当试验电压不再上升时,局部放电亦不会进一步发展,而是受到限止甚至熄灭。

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