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在電力系統(tǒng)中,輸供電線路和變電站配電等設(shè)備長(zhǎng)期處于大氣環(huán)境下運(yùn)行。由于各種因素,設(shè)備的絕緣性能可能會(huì)降低,甚至出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷,進(jìn)而引發(fā)表面局部放電現(xiàn)象。其中,污穢導(dǎo)致的放電問題尤為突出。
絕緣子等設(shè)備表面,會(huì)因長(zhǎng)期暴露,逐漸積累工業(yè)粉塵、鹽分、鳥糞等污穢物。當(dāng)遇到濕度在60% - 90%的潮濕天氣,如毛毛雨、露水時(shí),污穢層會(huì)吸收水分,其中所含的可溶性鹽類、酸、堿等物質(zhì)溶解于水膜,形成離子電導(dǎo),使得污穢表面的電導(dǎo)驟增,泄漏電流大幅上升。此時(shí),絕緣表面的形狀差異、污穢層分布的不均勻以及受潮情況的不同,會(huì)導(dǎo)致電流密度較大或污穢層電阻大的地方,如盤形懸式絕緣子鋼帽和鋼腳附近,發(fā)熱較多。這些部位水分蒸發(fā)快,會(huì)形成干燥帶。干燥帶失去離子電導(dǎo),成為高電阻區(qū),其電壓降增大,泄漏電流變小,發(fā)熱減少,隨后又會(huì)逐漸受潮。如此循環(huán)往復(fù),當(dāng)干燥帶上的電壓降超過某一臨界值,干燥帶上的空氣就會(huì)被擊穿,電流突然增加,有可能引發(fā)熱電離,從而產(chǎn)生局部電弧放電。
局部電弧放電產(chǎn)生的高溫,會(huì)迅速烘干鄰近的濕潤(rùn)表面,電弧通道向前伸展,弧壓降增大。若此時(shí)外施電壓和電流不夠高,無法維持電弧燃燒,電弧便會(huì)熄滅。而鄰近區(qū)域又可能因條件合適,再次發(fā)生局部電弧。這種局部電弧的熄滅和重燃不斷交替,使得濕潤(rùn)污穢表面放電呈現(xiàn)出脈沖泄漏電流的特征。在電力網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的污穢絕緣子表面,這樣的局部電弧過程可持續(xù)數(shù)小時(shí)。倘若電壓較高,介質(zhì)表面受潮程度愈發(fā)嚴(yán)重,污穢層電阻降低,表面泄漏電流持續(xù)增大,局部電弧就能不斷伸展,直至接通兩個(gè)電極,最終形成污閃,嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
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