放電是造成絕緣擊穿的重要原因.

什么是放電? 

在兩個有電位差的導(dǎo)體之間,當(dāng)絕緣材料性能下降,兩個導(dǎo)體間產(chǎn)生了電子能量的遷移,比如高壓火線與地線間的打火就是放電,完全的放電是放電的瞬時在兩個電極間形成了完整的電弧通道.

放電的特殊情況—局部放電

情況之一:在兩個導(dǎo)體之間有絕緣,當(dāng)絕緣材料內(nèi)部有缺陷,如雜質(zhì)、空隙,、導(dǎo)體的尖端等,會造成絕緣內(nèi)部電場歧變,引起在絕緣內(nèi)部產(chǎn)生脈沖放電.

情況之二:外部放電產(chǎn)生電暈也是局部放電的一種,在高電位與接地之間有空氣絕緣,當(dāng)導(dǎo)體周圍的電場在某一點特別集中時,如導(dǎo)線毛刺,引起在空氣中產(chǎn)生脈沖放電,且沒有形成對地短路,形成電暈.

局部放電的特征

局部放電也具有放電的基本特征,即有電子能量的遷移,由于放電能量較小,又有絕緣材料的阻擋,在兩個電極間不一定形成完整的電弧通道,此類通道一旦出現(xiàn)就會加劇局部放電,直到形成兩極貫通,就會發(fā)生短路放電故障.

局部放電形成的原因

主絕緣內(nèi)存在氣隙會引起局部放電.由于氣隙的相對介電常數(shù)遠(yuǎn)小于電纜絕緣,在工頻電場作用下,氣隙要承受較大的電場強度,造成局部放電,隨著氣隙的多次放電,氣隙通路不斷擴大,放電量逐漸增加,直至發(fā)生擊穿,造成電纜損壞.

主絕緣內(nèi)存在雜質(zhì)會引起局部放電.雜質(zhì)的擊穿強度比絕緣材料小的多,在電場作用下,雜質(zhì)首先發(fā)生放電,、炭化和氣化,生成氣隙,引起局部放電.

導(dǎo)體的尖端、毛刺會引起局部放電.由于尖端會使電場強度增加,尖端周圍的絕緣材料先發(fā)生放電,進(jìn)而發(fā)展成擊穿,這就是我們常說的尖端效應(yīng).

試驗:針板電極試驗,、氣隙更易產(chǎn)生電樹

試驗結(jié)果小結(jié)

由以上針—板電極試驗的結(jié)果可以看出,在絕緣材料中產(chǎn)生局放和電樹的起始電壓同電極的曲率半徑是緊密相關(guān)的,曲率半徑越大,產(chǎn)生局放和電樹的起始電壓越高;反之曲率半徑越小,起始電壓也越低.

針尖出現(xiàn)的裂縫產(chǎn)生了氣隙,氣隙內(nèi)的相對介電常數(shù)遠(yuǎn)小于固體絕緣材料,氣隙要承受較大的電場強度,在很低的電壓下造成局部放電.

水分對電纜絕緣的影響

交聯(lián)電纜在生產(chǎn)過程中絕緣材料中會有水分子存在,在電場和溫度的作用下,會形成水樹枝,水樹枝在長期運行中會生長,也會發(fā)生遷移,逐漸演變成氣隙,形成放電,損壞絕緣.

另外電纜在成形后外護(hù)套破損進(jìn)水,在線芯和絕緣外有潮氣存在,也會降低電纜絕緣特性,形成放電通道.在施工中一定要保護(hù)好內(nèi)外護(hù)套,防止線芯進(jìn)水.

溫度對電纜絕緣的影響

電纜絕緣材料性能都與溫度密切相關(guān),隨溫度的升高,絕緣性能下降,絕緣電阻降低,擊穿場強下降,溫度升高絕緣加速老化,超過最高工作溫度還會引起電纜變形,場強分布歧變,嚴(yán)重會導(dǎo)致熱擊穿發(fā)生,因此要嚴(yán)格控制電纜工作溫度,不允許電纜超負(fù)荷工作

半導(dǎo)體界面對絕緣的影響

在進(jìn)行電纜終端和對接頭制作中都有處理半導(dǎo)體屏蔽層,這是接頭質(zhì)量的關(guān)鍵.此處是場強突變的部位,如果處理工藝水平不高,投入運行后對絕緣造成損傷,嚴(yán)重的情況在竣工試驗中就會發(fā)生擊穿.

絕緣材料損傷造成的影響

在電纜接頭安裝過程中要剝除外半導(dǎo)電屏蔽,如果在關(guān)鍵部位造成損傷,例如刀痕,也會形成內(nèi)部爬閃放電通道.