文档介绍:局部放电及其测量
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局部放电根本(b)中的点1〕。此后气隙上的电压随外加电压瞬时值的上升而上升,直到气隙上的电压又上升到气隙的击穿电压UCB时,气隙又发生放电,在此瞬间气隙上的电压又下降Duc,于是放电又暂停。假定气隙外表电阻很高,前一次放电产生的空间电荷没有泄漏掉,则这时气隙中放电电荷建立的反向电压为-2Duc。依此类推如果在外加电压的瞬时值到达峰值之前发生了n次放电,每次放电产生的电荷都是相等的,则在气隙中放电电荷建立的电压为-nDuc。在外加电压过峰值后,气隙上的外加电压分量u外逐渐减小,当u外=nDuc时,气隙上的实际电压为零((b)中点2)。
外施电压的瞬时值继续下降,当êu外-nDucê=UCB时,即气隙上实际的电压到达击穿电压时,气隙又发生放电,不过放电电荷移动的方向决定于此前放电电荷所建立的电场E内,于是减少了原来放电所积累的电荷,使气隙上的实际电压为êu外-nDucê<UCB时,于是放电暂停((b)中的点3)。此后随外施电压继续下降到负半周,当重新到达ê-u外-(n-1)Ducê=UCB时,气隙又发生放电,放电后气隙上的电压为ê-u外-(n-2)Ducê<UCB,放电又停顿。依此类推直到外加电压到达负峰值,这时气隙中放电电荷建立的电压为nDuc。
随着电压上升,在一段时间内êu外+nDucê<UCB不会出现放电,直到êu外+nDucê=UCB时气隙又发生放电。放电后气隙上的电压为êu外+(n-1)Ducê<UCB,于是放电又暂停((b)中点4)。此后随着外加电压升高放电又继续出现。
由此可见,在正弦交流电压下,局部放电是出现在外加电压的一定相位上,当外加电压足够高时在一个周期内可能出现屡次放电,每次放电有一定间隔时间。
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表征局部放电的参数
局部放电是比拟复杂的物理现象,必须通过多种表征参数才能全面地描绘其状态。在气隙中产生局部放电时,气隙中的气体分子被游离而形成正负带电质点,在一次放电中这些质点所带的正或负电荷总和称为实际放电量qr。
(b)所示的等效电路可以推算出,由于Cc上电荷改变了qr所引起的Cc上的电压变化Δuc。
〔〕
通常气隙总是很小的,且Ca>>Cb,因此上式可写作
()
由于气隙经常是处于介质内部,因而无法直接测得qr或ΔUc。(b)所示的等效电路当Cc上有电荷变化时,必然会反映到Ca上电荷和电压的变化,即试样两端出现电荷和电压的变化,因此可以根据这种变化来表征局部放电。通常有以下表征局部放电的参数。
一、视在放电电荷
视在放电电荷是指产生局部放电时,一次放电在试样两端出现的瞬变电荷。
(b)所示的等效电路,并考虑到介质电阻Ra、Rb以及气隙电阻Rc都很大,而局部放电的放电时间又极短,可以假定在放电过程中,一方面电源来不及供应补充电荷,另一方面各个电容上的电荷也没有泄漏掉。因此当气隙放电而造成Cc上电压下降Δuc时,各电容上的电荷重新分配,因此Ca上的电压也下降了Δua,且
()
这时Ca上的电荷变化为
()
将()代入上式可得
()
将()代入上式得
()
其中qa就是视在放电电荷,()说明了视在放电电荷与实际放电电荷的关系,可以看到:
〔1〕通常气隙是很薄的,即Cc>>Cb,因此qa往往比qr小得多;
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〔2〕应当注意,真正代表放电大小的是qr,只有在Cb/(Cb+CC)一样时才能通过qa的大小来比拟实际放电的大小;
〔3〕两个视在放电量qa一样的产品,如果Cb/(Cb+CC)差异很大,则qa