几种气体放电区别

滑闪放电

滑闪放电是绝缘表面气体热电离引起的,沿着绝缘表面的不稳定的树枝状放电,它并没有贯穿两极。如果滑闪贯穿两极就称为闪络。

 

闪络

 

闪络是指在高电压作用下,固体绝缘子周围的气体或液体电介质被击穿时,沿固体绝缘子表面放电的现象。

其放电时的电压称为闪络电压。发生闪络后,电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化,损坏表面绝缘。

 

因受固体绝缘的表面状态、形状等因素的影响,闪络电压总是低于(最多等于)相同电极结构、相同距离的气体间隙的火花放电电压。

 

污闪

 

沾有污秽(工业污秽、盐份等)的 高压输变电设备的绝缘子或绝缘套管,在受潮(特别是遇到雾、露、霜或小雪))时,闪络电压显著降低,甚至在电气设备的工作电压下闪络,造成严重事故。这种情况称为污闪。

 

污闪主要是由电痕破坏造成。

 

常用的聚合物绝缘材料材料存在电痕破坏现象。电痕破坏是指当材料表面存在潮湿与污秽、电场足够大时,表面产生泄漏电流。在电流的焦耳热作用下,水分蒸发,在绝缘材料表面形成不均匀的局部干燥点或干燥带。

 

在干燥带形成的瞬间,液膜间场强达到放电场强时会在干燥带之间发生放电。放电产生的热量使材料表面局部碳化,由于碳化物的高导电率使场强畸变,从而更容易发生闪络放电。由于电场强度集中于碳化部分,会造成放电的重复发生,在其周围产生更多的碳化物,形成碳化导电路,并向电极方向伸展,最终导致短路。

 

影响材料耐污秽闪络性能的参数为相比漏电起痕指数(CTI)。

 

相比漏电起痕指数(或称相对漏电起痕指数):材料表面能经受住50滴电解液(0.1%氯化铵水溶液)而没有形成漏电痕迹的最高电压值,单位为V。

 

一般高压电机用复合材料绝缘子的相比漏电起痕指数要求为II级,即400≤CTI<600。

 

 

 

电弧放电

 

两个电极在一定电压下由气态带电粒子,如电子或离子,维持导电的现象,电弧是一种常见的热等离子体。

 

电弧是一种气体放电现象,电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。电弧放电是气体放电中最强烈的一种自持放电。当电源提供较大功率的电能时,极间电圧不需太高(约几十伏),两极间气体或金属蒸气中可持续通过较强的电流(几安至几十安),并发出强烈的光辉,产生高温(几千至上万度),这就是电弧放电。

 

电弧是一束高温电离气体,在外力作用下,如气流,外界磁场甚至电弧本身产生的磁场作用下会迅速移动(每秒可达几百米),拉长、卷曲形成十分复杂的形状。电弧在电极上的孳生点也会快速移动或跳动。直流电弧要比交流电弧难以熄灭。

 

电弧放电最显著的外观特征是明亮的弧光柱和电极斑点。

 

电弧放电可用于焊接、冶炼、照明、喷涂等。这些场合主要是利用电弧的高温、高能量密度、易控制等特点。在这些应用中,都需使电弧稳定放电。

 

尖端放电

 

尖端放电是在强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象。属于一种电晕放电。导体尖端的电荷特别密集,尖端附近的电场特别强,就会发生尖端放电。

 

尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种。

 

在导体带电量较小而尖端又较尖时,尖端放电多为电晕型放电。

 

 

 

电晕放电

 

电晕,指带电体表面在气体或液体介质中发生局部放电的现象,常发生在高压导线的周围和带电体的尖端附近,能产生臭氧、氧化氮等物质。

 

电晕的产生是因为不平滑的导体产生极不均匀电场,在不均匀的电场周围曲率半径小的电极附近当电压升高到一定值时,使附近的空气电离发生放电,并伴有微弱的荧光和嘶嘶声,形成电晕。

 

电晕放电是电极间的气体还没有被击穿,电荷在高电压的作用下发生移动而进行的放电。电晕放电可以是相对稳定的放电形式,也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。

 

因放电能量较小,这种放电一般不会成为易燃易爆物品的引火源,但可引起其它危害。

 

高压电机定子绕组在通风槽口及直线出槽口处、绕组端部电场集中,当局部位置场强达到一定数值时,气体发生局部电离,在电离处出现蓝色荧光,这即是电晕现象。

 

电晕产生热效应使线圈内局部温度升高,臭氧是强的氧化剂,氮的氧化物遇到水汽形成酸,最终导致绝缘材料氧化、腐蚀,导致胶粘剂变质、碳化,加速绝缘老化。

 

火花放电

 

火花放电:在气体或液体介质中发生的破坏性放电。

 

在导体带电量较大电位较高时,尖端放电多为火花型放电。这种放电伴有强烈的发光和破坏声响,其电离区域由尖端扩展至接地体(或放电体),在两者之间形成放电通道。由于这种放电的能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。

 

在普通气压及电源功率不太大的情况下,若在两个曲率不大的冷电极之间加上高电压,则电极间的气体将会被强电场击穿而产生自激导电,这种现象就是火花放电。这种放电过程产生的碰撞电离是沿着狭窄而曲折的发光通道进行的,并伴随着火花和暴烈声。

 

由于在其他条件不变时,引起火花放电的击穿电压取决于电极形状及其间的距离。

 

云母绝缘最易产生局部放电的危险间隙在是0.2~0.3mm左右。高压电机线圈(特别是模压线圈)表面与槽壁接触不良或不稳定时,主绝缘、防晕层与绝缘漆渗透性差时,在电磁振动的作用下,会使线圈(防晕层)与槽、主绝缘与防晕层之间产生间隙。槽内间隙火花放电,会引起绝缘的腐蚀,并形成新的间隙,从而加速绝缘老化、击穿。

 

辉光放电

 

稀薄气体中的自激导电现象。辉光放电的特点是电流密度小(约几毫安),温度不高,放电管内产生明暗光区,管内的气体不同,辉光的颜色也不同。辉光放电的发光效应被用于制造霓虹灯、荧光灯等光源,利用其稳压特性可制成稳压管(如氖稳压管)。

 

 

【电击穿】

 

击穿:在固体介质中发生的破坏性放电。

 

在强电场作用下绝缘材料内部产生“电子潮”,产生破坏性的放电,绝缘电阻下降,电流增大,失去介电功能,并产生破坏和穿孔的现象。

 

 

影响击穿电压的因素主要有:

 

1、电极的形状 ,电极的曲率半径越小,击穿电压越低,越容易放电。

 

2、电极的极性,棒状电极对平板电极放电时,当棒状电极带负电时,击穿较困难,击穿电压高,带正电时,击穿电压较低,容易发生击穿。

 

3、气体的压强降低或温度升高时,由于电子动能变大,击穿电压降低,容易发生火花放电。

 

4、湿度增加可使击穿电压下降。

 

5、电压的作用时间很短时,击穿电压较高。击穿电压越低,越容易发生火花放电,越容易成为可燃物的点火源。

 

 

火花放电与电弧放电的区别

 

1、电弧放电是由于电极间消电离不充分,放电点不分散,多次连续在同一处放电而形成,它是稳定的放电过程,放电时,爆炸力小,蚀除量低。而火花放电是非稳定的放电过程,具有明显的脉冲特性,放电时爆炸力大,蚀除量高。

 

2、电弧放电随着极间电压的减小,通过介质的电流减小,而火花放电随着极间电压的减小,通过介质的电流却增加。

 

3、电弧放电通道形状显圆锥形,阳极与阴极斑点大小不同,阳极斑点小,而阴极斑点大,因此,其电流密度也不相同,阳极的电流密度约为2800A/cm2,阴极电流密度为300A/cm2。火花放电通常为鼓形阳极与阴极斑点大小相等。因此两极上的电流密度相同而且很高,可达105~106A/cm2

 

4、电弧放电的击穿电压低,而火花放电的击穿电压高。

 

5、电弧放电通道和电极上的温度约为7000~8000℃,而火花放电通道和电极上的温度约为10000~12000℃。

 

 

 

 

 

 

 

 

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