污穢表面放電雷電和電壓的影響

雷電和操作過電壓?jiǎn)为?dú)作用在濕潤(rùn)臟污表面時(shí)，因電壓作用時(shí)間短，起不了烘干的作用，也就不出現(xiàn)干燥帶局部電弧，因此沖擊污閃電壓與清潔表面閃絡(luò)電壓接近。濕潤(rùn)污穢表面長(zhǎng)期處在工頻工作電壓的作用下，若同時(shí)再受到雷電或操作沖擊電壓的作用（這與實(shí)際運(yùn)行中遭受過電壓作用相似）時(shí)，沖擊電壓起了干燥帶擊穿的點(diǎn)火作用，使局部電弧容易發(fā)展，形成污閃。濕潤(rùn)污穢絕緣子的沖擊閃絡(luò)電壓會(huì)顯著降低。

介質(zhì)表面受潮后，污穢層中所含的可溶性鹽類和酸、堿等溶解于水膜形成離子電導(dǎo)，表面電導(dǎo)驟增，污穢表面通過較大的泄漏電流。由于絕緣表面的形狀、污穢層不均勻和受潮情況的差異等原因，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或其他污穢層薄的地方）發(fā)熱多、烘干得快，形成干燥帶，成為失去離子電導(dǎo)的高電阻區(qū)。這個(gè)區(qū)域的電壓降增大，泄漏電流也變小，發(fā)熱少，干燥帶又會(huì)逐漸受潮。重復(fù)上述過程，如干燥帶上電壓降超過某一臨界值，則干燥帶上空氣擊穿，電流突然增加，有可能引起熱電離而發(fā)生局部電弧放電。局部電弧的高溫迅速烘干鄰近濕潤(rùn)表面,電弧通道向前伸展,弧壓降增大。此時(shí),如外施電壓和電流不夠高,不能維持電弧燃燒則電弧熄滅。鄰近一個(gè)區(qū)域又會(huì)因條件合適發(fā)生局部電弧。局部電弧的熄滅和重燃不斷交替，濕潤(rùn)污穢表面放電有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，可以持續(xù)幾個(gè)小時(shí)。如電壓較高，介質(zhì)表面受潮程度漸趨嚴(yán)重，污穢層電阻降低，表面泄漏電流增大，局部電弧得以不斷伸展，發(fā)展到接通兩個(gè)電極,則形成污閃。污穢表面的沿面放電和閃絡(luò),不僅取決于形成干燥帶和發(fā)生局部電弧，還取決于作用電壓和流過表面的泄漏電流能否維持局部電弧繼續(xù)燃燒和伸展，因此污穢層的電阻率高和極間沿面泄漏距離大都能提高污閃電壓。

污穢表面放電（pollution surface discharge）是霧、露、細(xì)雨和溶雪天氣時(shí)，絕緣子甚至?xí)诠ぷ麟妷合麻W絡(luò)，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，污閃已成為高壓和超高壓電工設(shè)備選擇外絕緣水平的主要依據(jù)。防止污閃和提高污閃電壓的措施有：①定期清掃和用水沖洗絕緣子和絕緣套管。②改進(jìn)絕緣子結(jié)構(gòu)使刮風(fēng)、下雨時(shí)能自行清掃。③增大泄漏距離，選取合理的泄漏比矩(每千伏工作線電壓需要的泄漏距離)。④給絕緣表面上半導(dǎo)體釉或涂硅油等憎水材料。⑤盡量使高壓輸電線路避開污穢區(qū)，避免在污穢區(qū)建高壓變電所。

盡量使高壓輸電線路避開污穢區(qū)，避免在污穢區(qū)建設(shè)高壓變電所；定期清掃和用水沖洗絕緣子和絕緣套管;改進(jìn)絕緣子結(jié)構(gòu),使刮風(fēng)和下雨時(shí)容易自行清掃；降低污染，或增大泄漏距離，根據(jù)不同污穢等級(jí)外絕緣表面，選取合理的泄漏比距（每千伏工作線電壓需要的泄漏距離）；瓷表面用半導(dǎo)體釉或外部加熱絕緣件以保持表面干燥；在絕緣表面涂硅油、地蠟等憎水涂料或用有憎水性的有機(jī)材料如硅橡膠、氟塑料等制造絕緣件，使表面不能形成導(dǎo)電水膜。2100433B

表面放電是指帶電絕緣體接近接地體時(shí)，幾乎在與帶電體和接地體之間產(chǎn)生放電的同時(shí)，沿絕緣體表面發(fā)生的放電。它具有固定形狀的發(fā)光（呈樹枝狀，一旦形狀形成時(shí)基本不變），如圖1所示。

它的放電能量大，與火花放電相同，極易成為引火源。產(chǎn)生表面放電的條件一是絕緣體帶電量特別大；二是在帶電絕緣體背面的鄰近處有接地體。

表面放電可由不適當(dāng)?shù)膽?yīng)力平衡或流過電絕緣表面導(dǎo)電層（典型的如潮濕）的泄漏電流產(chǎn)生。某些材料（特別是無機(jī)材料）是非常耐表面敢電的，因此存在放電并不要緊。但在有機(jī)材料中，放電通常會(huì)使表面碳化或腐蝕。

表面放電依據(jù)固體介質(zhì)處于電極間電場(chǎng)的形式，可分為以下三種類型：

（1）固體介質(zhì)處于均勻電場(chǎng)中，電力線平行于固體與氣體的分界面，如圖2中（a）所示。

（2）固體介質(zhì)處于極不均勻電場(chǎng)中，且電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于介質(zhì)表面的分量（垂直分量）要比平行于表面的分量大得多，如圖2中（b）所示。

（3）固體介質(zhì)處于極不均勻電場(chǎng)中，但在介質(zhì)表面大部分地方電場(chǎng)強(qiáng)度平行于表面的分量要比垂直分量大，如圖2中（c）所示。