局部放電,就(jiu)是指絕緣(yuan)體(ti)中(zhong)只(zhi)有(you)局部發(fa)生(sheng)放電,而沒(mei)有(you)貫(guan)穿施加(jia)電壓(ya)的(de)導體(ti)之(zhi)間。發(fa)生在絕緣體(ti)內(nei)部(bu)的(de)放電稱為(wei)內(nei)部局部放電,相(xiang)應的(de)如果(guo)發生(sheng)在絕緣體(ti)的(de)表(biao)面則成(cheng)為(wei)表(biao)面局部放電,如果(guo)發生(sheng)在導體(ti)周圍(wei)氣(qi)體(ti)區(qu)域中(zhong),就(jiu)稱為(wei)電(dian)暈。
當(dang)絕(jue)緣(yuan)體(ti)中(zhong)局部區(qu)域的(de)電(dian)場(chang)強度(du)達到(dao)擊(ji)穿場(chang)強時(shi),該(gai)區(qu)域就(jiu)發(fa)生(sheng)放電。在實際的(de)絕(jue)緣(yuan)系(xi)統中(zhong),有(you)的(de)是由復合(he)材料(liao)構成的(de),在不(bu)同(tong)材(cai)料中的電(dian)場(chang)強度(du)不(bu)同(tong),而且(qie)擊(ji)穿場(chang)強也(ye)不(bu)同(tong),這(zhe)就(jiu)可能(neng)在某(mou)種(zhong)材(cai)料(liao)中(zhong)首先(xian)出(chu)現局部放電。有(you)的(de)絕(jue)緣(yuan)系(xi)統(tong)雖然(ran)是由單壹的材料(liao)做(zuo)成(cheng),但由於在制(zhi)造(zao)中(zhong)殘(can)留(liu)、或(huo)在使用中絕緣老(lao)化而產生(sheng)氣(qi)泡、裂(lie)紋(wen)或(huo)其(qi)他雜(za)質(zhi),在這些(xie)絕(jue)緣(yuan)的(de)缺(que)陷(xian)中(zhong)往往會(hui)首先(xian)發(fa)生放電,其(qi)中zui常(chang)發生的(de)是氣泡中(zhong)的放電。在交流電場(chang)中,電場(chang)強度(du)是與(yu)介電(dian)常(chang)數成反(fan)比(bi)的,因為氣(qi)體(ti)的(de)介(jie)電(dian)常(chang)數很小,所(suo)以氣(qi)泡(pao)中(zhong)的電場(chang)強度(du)要比周圍(wei)介(jie)質(zhi)中高(gao)得(de)多(duo),而氣體(ti)擊(ji)穿場(chang)強壹(yi)般(ban)都比(bi)液(ye)體(ti)或(huo)固(gu)體(ti)低得(de)多(duo),因而很容易在氣泡中首先(xian)出(chu)現放電。
此(ci)外(wai),導體(ti)表(biao)面的(de)毛刺(ci)、導體(ti)或(huo)導線(xian)的(de)直徑(jing)太(tai)小、在導體(ti)附近的(de)電(dian)場(chang)集中也會(hui)造(zao)成(cheng)放電,如電(dian)容器的(de)電(dian)極邊緣、高(gao)壓架(jia)空導線(xian)、沒(mei)有(you)屏(ping)蔽(bi)好(hao)的(de)變壓器的高(gao)壓端(duan)頭(tou)、電(dian)纜的端(duan)頭(tou)以(yi)及(ji)電機(ji)線棒的(de)出(chu)槽(cao)口(kou)等(deng)部位,都經(jing)常(chang)會(hui)出(chu)現局部放電。
對(dui)於發(fa)電機(ji)來說,局部放電主要(yao)分為(wei)繞(rao)組(zu)絕(jue)緣體(ti)內(nei)部(bu)放電、繞組端(duan)部放電、槽(cao)放電、導體(ti)和(he)絕(jue)緣(yuan)體(ti)間放電以及(ji)火花(hua)放電五種(zhong)
1. 絕(jue)緣(yuan)體(ti)內(nei)部(bu)放電:由於制(zhi)造(zao)工(gong)藝上(shang)的(de)原(yuan)因或在長期運行中(zhong)的電(dian)、熱、化學(xue)和機械力的(de)作(zuo)用,高(gao)壓電(dian)機(ji)定(ding)子繞(rao)組(zu)絕緣體(ti)不(bu)可避免地會(hui)在層(ceng)間出(chu)現氣(qi)隙。在運行電(dian)壓作(zuo)用下,氣隙(xi)中(zhong)的場(chang)強很(hen)容易達到(dao)擊(ji)穿場(chang)強,出(chu)現絕(jue)緣體(ti)內(nei)部(bu)放電。內部放電會(hui)產生(sheng)大量(liang)能(neng)量(liang)很(hen)大的(de)帶(dai)電粒(li)子,這(zhe)些(xie)高(gao)能(neng)帶電(dian)粒(li)子以(yi)很(hen)高(gao)速(su)度(du)碰(peng)撞(zhuang)氣(qi)隙(xi)壁,能(neng)夠打(da)斷絕緣體(ti)的(de)化(hua)學(xue)鍵,造(zao)成(cheng)絕緣(yuan)材(cai)料(liao)的(de)表面侵(qin)蝕,局部放電產生的(de)局部過(guo)熱(re),會(hui)造(zao)成(cheng)高(gao)溫聚(ju)合物裂(lie)解(jie)而使絕(jue)緣(yuan)損壞(huai)。通(tong)常(chang)在運行電(dian)壓的(de)作(zuo)用下,氣隙(xi)首先(xian)擊(ji)穿,形成局部放電,內部局放的電、熱、化(hua)學(xue)和(he)機械力的(de)聯合(he)作(zuo)用,又(you)進壹步(bu)使氣隙(xi)擴(kuo)大,造(zao)成(cheng)絕緣(yuan)有(you)效厚度(du)減(jian)少(shao),使擊(ji)穿電(dian)壓進壹步(bu)降低,zui終導致絕(jue)緣(yuan)擊(ji)穿。
2. 繞(rao)組端(duan)部放電:發電機(ji)定(ding)子繞(rao)組(zu)端(duan)部的(de)連(lian)接(jie)處(chu),是絕緣的(de)薄弱(ruo)環節(jie),盡管采(cai)取(qu)了(le)壹(yi)系列的(de)措施(如防暈漆(qi)塗層(ceng)和(he)分級防暈層(ceng)等(deng)),仍是絕緣事(shi)故的多(duo)發區(qu)。通常(chang)發電機(ji)繞(rao)組端(duan)部采(cai)用(yong)綁紮或(huo)壓(ya)板(ban)結(jie)構固定(ding),在運行中(zhong)由於振(zhen)動和(he)摩(mo)擦使防暈層(ceng)損(sun)壞(huai)時(shi),會(hui)引起端(duan)部表(biao)面放電。由於發(fa)電機(ji)端(duan)部電(dian)場(chang)局部集(ji)中(zhong),壹旦(dan)發(fa)生(sheng)端(duan)部放電,將對(dui)發(fa)電(dian)機(ji)的絕緣產生(sheng)很(hen)大的(de)破壞作(zuo)用。
3. 槽(cao)放電:槽(cao)部(bu)放電是指線圈(quan)主絕(jue)緣(yuan)表(biao)面、線(xian)棒表(biao)面和(he)槽(cao)壁(bi)之間的(de)放電。其(qi)產生(sheng)的原因是線圈的(de)絕緣(yuan)體(ti)在運行溫(wen)度(du)下,受熱(re)膨脹較小使(shi)槽(cao)部(bu)表面不(bu)能(neng)和鐵(tie)芯(xin)槽(cao)壁(bi)*接(jie)觸(chu),存在間隙(xi)。在運行中(zhong)因振動(dong)或(huo)摩擦使槽(cao)部(bu)防暈層(ceng)脫落,當(dang)間隙(xi)中的電場(chang)超過間隙(xi)的擊(ji)穿場(chang)強時(shi),即(ji)發生槽(cao)放電。槽(cao)放電是比電暈放電能(neng)量(liang)大數(shu)百(bai)倍的(de)間隙(xi)火花放電(電容性)。槽(cao)放電的局部溫(wen)度(du)可達數百(bai)至上(shang)千(qian)度(du),放電所(suo)產生(sheng)的(de)高(gao)能(neng)加(jia)速(su)電(dian)子對(dui)線(xian)槽(cao)表(biao)面產(chan)生熱(re)和(he)機(ji)械力的(de)作(zuo)用,在短(duan)期內可造(zao)成(cheng)lmm以上(shang)深(shen)度(du)的麻坑。放電使空氣電(dian)離產生(sheng)臭(chou)氧(yang)、氮及(ji)其(qi)氧(yang)化物與(yu)氣隙(xi)中的(de)水(shui)分子起化(hua)學反應,產(chan)生腐(fu)蝕性很(hen)強的(de)硝(xiao)酸等(deng),引起線(xian)棒表(biao)面的(de)防暈層(ceng)、主絕(jue)緣(yuan)、槽(cao)楔(xie)、墊條(tiao)等(deng)燒損(sun)和腐(fu)蝕。
4. 絕緣(yuan)體(ti)間放電:與(yu)內部(bu)放電類(lei)似(si),由於制(zhi)造(zao)工(gong)藝上(shang)的(de)原(yuan)因或在長期運行中(zhong)的電(dian)、熱、化學(xue)和機械力的(de)作(zuo)用,高(gao)壓電(dian)機(ji)定(ding)子繞(rao)組(zu)不(bu)可避免地會(hui)在導體(ti)(銅(tong)棒)和(he)絕(jue)緣體(ti)間出(chu)現氣(qi)隙,在運行電(dian)壓作(zuo)用下,氣隙(xi)中(zhong)的場(chang)強很(hen)容易達到(dao)擊(ji)穿場(chang)強,使(shi)導體(ti)和(he)絕(jue)緣(yuan)間出(chu)現局部放電現象。這(zhe)種(zhong)放電產生的(de)能(neng)量(liang)使(shi)絕(jue)緣碳化,逐漸(jian)出(chu)現樹(shu)狀放電軌跡(ji),zui終導致絕(jue)緣(yuan)擊(ji)穿。
5. 火(huo)花放電:當(dang)發(fa)電(dian)機(ji)定子繞(rao)組(zu)在運行中(zhong)受到(dao)電(dian)、熱、機械力的(de)作(zuo)用,引起定(ding)子線(xian)棒股線(xian)的(de)疲(pi)勞(lao)斷裂(lie)。斷(duan)裂(lie)股線(xian)兩端(duan)由於振(zhen)動時(shi)斷(duan)時(shi)續,形成火花放電,並且(qie)隨工頻電(dian)流(liu)過(guo)零而不(bu)斷(duan)熄(xi)滅(mie)、重燃(ran),形成電弧放電。這種(zhong)由(you)斷(duan)股引起的(de)電弧故障(zhang),由於有(you)足夠的熱量(liang)(能(neng)量(liang)),可使導線(xian)熔(rong)化(hua),對(dui)地(di)絕(jue)緣(yuan)燒毀,壹直發(fa)展(zhan)到(dao)絕(jue)緣破口、導線(xian)接(jie)地(di)。因此(ci),故障(zhang)解(jie)剖(pou)往往找(zhao)不(bu)到(dao)斷(duan)股的(de)證(zheng)據。斷(duan)股電(dian)弧(hu)故障(zhang)在發展過程中,只要(yao)熔(rong)化(hua)的銅(tong)液(ye)未噴出(chu),發電(dian)機主保(bao)護(hu)裝置就(jiu)無(wu)法(fa)感知支(zhi)路間的(de)電流差(cha),不(bu)能(neng)動作(zuo),因而故障(zhang)時間長(chang),危(wei)害(hai)大。
因此(ci),電(dian)弧放電的機理雖然(ran)與(yu)局部放電(其(qi)它四種(zhong)放電)的機理有(you)所(suo)不(bu)同(tong)但(dan)其(qi)產生(sheng)的危(wei)害(hai)也(ye)不(bu)可忽視(shi)。以(yi)上五(wu)種(zhong)放電統稱為(wei)故障(zhang)放電,大型(xing)發(fa)電(dian)機的故障(zhang)放電是加(jia)速(su)絕(jue)緣老(lao)化和(he)損(sun)壞(huai)、導致事(shi)故的主要(yao)原(yuan)因。