Решение ТОЭ онлайн
Техника высоких напряжений ТВН
Электротехника, основы электроники
Электрические измерения, электрические материалы

 
» » Возникновение частичных разрядов в газовых включениях
на правах рекламы

Возникновение частичных разрядов в газовых включениях

Возникновение частичных разрядов в газовых включениях

Процесс возникновения частичных разрядов в газовых включениях, как основная причина электрического старения внутренней изоляции

В эксплуатации характеристики изоляционных конструкций не остаются неизменными. В изоляционных материалах неизбежно протекают физико-химические процессы, изменяющие их структуру или состав. Вследствие этого качество изоляции с течением времени ухудшается: электрическая и механическая прочности снижаются, диэлектрические потери и проводимость растут.

Старение ограничивает срок службы внутренней изоляции, так как с течением времени ее электрическая прочность снижается настолько, что изоляция не может противостоять возникающим в эксплуатации электрическим воздействиям и создается опасность ее пробоя.

Согласно существующим представлениям основной причиной старения внутренней изоляции при воздействии сильных электрических полей являются так называемые частичные разряды. Частичные разряды представляют собой пробои отдельных слоев или участков изоляции, толщина которых много меньше полной толщины изоляции.

Частичные разряды в высоковольтной изоляции возникают в газовых включениях или в прослойках жидкого диэлектрика. Частичные разряды могут иметь место во многих видах твердой изоляции, например в литой изоляции, в изоляции на основе слюды и полиэтиленовой, в слоях жидких диэлектриков.

Газовые включения могут появиться в изоляции в процессе изготовления вследствие, усадки заливочных масс и компаундов, из-за неплотного прилегания электродов к неровной поверхности диэлектрика или при несовершенной пропитке многослойной изоляции. В эксплуатации они могут возникнуть вследствие растрескивания или расслоения изоляции от механических нагрузок или при разложении диэлектриков с выделением газов, например, при сильном нагреве или под действием частичных разрядов, развивающихся первоначально в жидком диэлектрике. Обычно размеры включений в высоковольтной изоляции в направлении электрического поля не превышают долей миллиметра и составляют весьма малую часть от полной толщины изоляции. Однако они представляют собой слабые места в изоляции, так как газы имеют меньшую электрическую прочность, чем твердые и жидкие диэлектрики. Кроме того, напряженность во включениях выше, чем в остальной изоляции, из-за различия диэлектрических проницаемостей газа и окружающих включение диэлектриков. По этой причине при приложении напряжения к изоляции частичные разряды возникают, прежде всего, в газовых включениях.

Разрушение изоляции под действием частичных разрядов происходит главным образом вследствие бомбардировки диэлектриков быстрыми электронами из канала разряда во включении. Абсолютная величина энергии, рассеиваемой в разряде, обычно невелика. Однако она передается весьма малому участку поверхности включения, где происходит мгновенное повышение локальной температуры, иногда до нескольких сотен градусов.

Как следствие такого воздействия происходит разрушение малого объема (10–14–10–15 см3) диэлектрика с образованием побочных, иногда химически активных продуктов. При многократном повторении частичных разрядов поверхность включения постепенно разрушается, на ней появляются локальные углубления. Затем разряды концентрируются в этих углублениях, последние со временем растут, образуя в диэлектрике узкие разветвленные («древовидные») каналы-щели. По мере удлинения каналов электрическая прочность изоляции снижается. Процесс завершается полным пробоем изоляции по пути, подготовленному длительным действием частичных разрядов.

Скорость разрушения изоляции зависит как от интенсивности частичных разрядов, так и от физико-химических свойств диэлектриков, входящих в состав изоляции. Некоторые диэлектрики, например, слюда и фарфор, обладают высокой стойкостью к воздействию частичных разрядов и могут долгое время выдерживать их без заметного повреждения. Однако большинство изоляционных материалов относительно быстро разрушается разрядами. Поэтому длительная работа внутренней изоляции может быть обеспечена лишь при ограниченной интенсивности частичных разрядов.


Теги: частичные разряды, газовые включения, внутренняя изоляция, электрическое старение

Комментарии:

Оставить комментарий