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* * * * * * * * * * * * * * * * * 3、套管：用作穿过电器外壳和墙体 变压器套管 * 3、套管：用作穿过电器外壳和墙体 电容式穿墙套管 固体介质击穿：一旦发生击穿，即意味着不可逆转地丧失绝缘功能。 沿介质表面发生闪络：由于大多数绝缘子以电瓷、玻璃等硅酸盐材料组成，所以沿着它们的表面发生放电或闪络时，一般不会导致绝缘子的永久性损坏。电力系统的外绝缘，一般均为自恢复绝缘，因为绝缘子闪络或空气间隙击穿后，只要切除电源，它们的绝缘性能都能很快地自动彻底恢复。 绝缘功能的丧失可以分为以下两种情况 沿固体介质表面的闪络电压不但比固体介质本身的击穿电压低得多，而且也比极间距离相同的纯气隙的击穿电压低不少。 输电线路和变电所外绝缘的实际绝缘水平取决于它的沿面闪络电压。它与设备表面的干燥、潮湿或清洁、污染有较大关系。 沿面放电的实验现象 干闪放电 气体沿面放电的主要类型 湿闪放电 污闪放电 冰闪放电 沿面闪络电压很低，闪络可能在工作电压下发生 二、沿面放电界面电场分布与特点 界面电场分布可分为3种典型情况，见下图 (a)固体介质处于均匀电场中，界面与电力线平行，这种情况工程实际中少见，但实际中会遇到不少固体介质处于稍不均匀电场的情况。放电现象与均匀场相似 均匀电场中的固体介质 (b)固体介质处于极不均匀电场中，且界面电场的垂直分量En比平行于表面的切线分量Et要大得多（套管） 极不均匀电场中的固体介质 (c)固体介质处于极不均匀电场中，但大部分界面上的电场切线分量Et大于垂直分量En（支柱绝缘子） 极不均匀电场中的固体介质 （一）均匀和稍不均匀电场中的沿面放电 图(a)平板电场电极间插入一块固体介质，沿面闪络电压比纯空气时下降很多，原因如下： 大气中的潮气吸附到固体介质的表面形成薄水膜，电极表面集聚了电荷，沿面电压变得不均匀，降低了闪络电压。 固体介质与电极表面接触不良，存在小气隙 固体表面电阻的不均匀和粗糙不平造成电场畸变。 （二）极不均匀电场且具有强垂直分量时的沿面放电 电晕放电 辉光放电 滑闪放电 沿面闪络 外施电压升高 电压超过某一值 电压再升高一些 滑闪机理： 带电离子撞击介质表面，使局部温度升高，导致热电离 （套管） （二）极不均匀电场且具有强垂直分量时的沿面放电 ——理论分析 等值电路： 由固体介质表面电阻，比电容和体积电阻构成 表面电阻Rs：介质单位面积的表面电阻 比电容C0：介质表面单位面积对另一电极（导杆）的电容 体积电阻G1：与C0并联的介质体积电阻（一般略去） （二）极不均匀电场且具有强垂直分量时的沿面放电 ——理论分析 介质表面电压不均匀分布：由于靠近法兰处的Rs中流过的电流大于远离法兰处的Rs中的电流；在法兰附近，电场强度大，其垂直分量也大，此处容易发生滑闪放电 x 0 U 虚线为C0→0时的电压分布 （二）极不均匀电场且具有强垂直分量时的沿面放电 放电特点 滑闪放电在交流和冲击电压下很明显 随着电压的增加，滑闪长度增加得很快，单靠加长沿面距离来提高闪络电压的效果很差 法兰处套管的外径和壁厚越大，滑闪放电电压越大 （二）极不均匀电场且具有强垂直分量时的沿面放电 提高措施 减小比电容C0：加大法兰处套管的外径和壁厚，也可采用介电常数较小的介质，以改善介质表面电压分布的不均匀程度，如用瓷—油组合绝缘代替瓷介质等 减小绝缘表面电阻Rs：通过减小介质表面电阻率实现，如在套管靠近接地法兰处涂半导体釉等，以使此处压降逐渐减小，防止滑闪放电过早出现 （三）极不均匀电场中垂直分量很弱时的沿面放电 平均闪络场强比均匀电场时低得多； 另一方面，由于界面上电场垂直分量很弱，因此不会出现热电离和滑闪放电 这种绝缘子的干闪络电压（表面干燥、清洁时），基本上随极间距离的增大而提高 支柱绝缘子 （四）三种典型界面电场分布对沿面放电特性的影响 沿面平均闪络场强：情况（a）〉（c）〉（b） 情况（c），其沿面闪络电压比同样距离的纯空气间隙的击穿电压略有减小；而情况（b），其沿面闪络电压比同样距离的纯空气间隙的击穿电压低很多，主要是由于强垂直分量的作用易引起热电离，出现了滑闪放电的缘故。 如右图，取决于材料的亲水性或憎水性 三、沿面放电电压的影响因素 （一）固体介质材料 （二）电场型式 放电电压与电场型式有很大关系 （三）大气条件 气压增大时，闪络电压增加不多 温度的影响与纯空气间隙相似，但不如纯空气间隙显著 湿度小于40％时无影响，大于40％时由水分在介质表面的凝结状况确定 （四）固体介质表面状况 淋雨、污秽、覆冰等情况下，沿面放电的特点 三、沿面放电电压的影响因素 四、固体表面有水膜时的沿面放电