带你了解各种放电缺陷图谱不同特征的原因有哪些「馈电开关漏电试验原理」

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不同类型缺陷产生的信号幅值不一样，危害程度也不一样，对应的特征谱图也不同。那么不同的放电类型形成不同图谱特征的原因是什么呢，如果能够较为清楚的理解这些原因，对于不同异常的给出检修建议帮助是非常大的。

一、气隙放电

该类缺陷主要由设备绝缘内部存在空穴、裂金属纹、绝缘表面污秽等引起的设备内部非贯穿性放电现象，该类缺陷与工频电场具有明显的相关性，是引起设备绝缘击穿的主要威胁。

绝缘内部空穴放电通常用电容模型来表示，空穴自身视为一个电容C1，与空缺串联部分视为一个电容C2，其它正常部位视为电容C3，从而形成了局部放电典型的三电容分析模型。空穴放电是在电压上升沿时，气泡两端积累电荷，当电荷积累到一定程度时，气泡两端电压超过气泡击穿电压，从而引起放电，因此绝缘内部空穴放电一般都是发生在一、三象限。但是由于气泡在绝缘材料中，两端均为绝缘材料，因此，气泡两端积累电荷称为束缚电荷，不能自由移动。当某个部位发生放电后，只会将放电通道附近较少的电荷释放掉，放电量通常较小，放电产生信号高频含量少：放电后其它部分电荷仍然存在，在一个电源半波内仍会在气泡其它部位多次放电，放电间隔变化大；当气泡形状较规则时，电源正负半波放电波形对称，而当气泡形状不规则时，则正负半波放电波形不对称。

二、沿面放电

沿面放电一般发生在两种绝缘介质的交界面，例如，被气体绝缘包围的绝缘子表面。长时间局部放电作用下，绝缘子表面绝缘性能下降，当两侧达到临界闪络电压时，局部电弧通道将不断向前发展，最后贯穿两极，可形成沿面闪络。形成沿面放电的原因可能有三种情况：①绝缘表面吸潮形成一层水膜，由于离子电导特性，在电场作用下正负电子向两端电极附近运动，电极附近累计电荷，电容增强，直至超过击穿电压，发生放电；而最根本原因就是表面吸潮产生的水膜导致沿面闪络电压低于空气间隙的击穿电压。②绝缘表面污秽、有毛刺、裂纹等导致表面电阻不均匀，引起局部电场增强，电场不均匀，局部强电场的电子首先游离导致放电。③电极和固体介质接触不良有气隙，形成分层介质，由于空气的介电常数为1，固体介质的绝缘常数约等于4，导致气体中的电场较大，电场不均匀，首先游离发生局部放电；当电质点从气隙逸出到介质表面，导致介质表面的原电场畸变，变成不均匀电场，形成沿面闪络。而且空气沿面放电会产生大量的臭氧，在室内可通过分辨气味辅助判断是否有放电现象。

三、悬浮放电缺陷

悬浮放电是指设备内部某一金属部件，与导体(或接地体)失去电位连接，存在一较小间隙，从而产生的接触不良放电。通常在产生悬浮电极放电时，悬浮部件往往伴随着振动，因此也可分为可变间隙的悬浮放电和固定间隙的悬浮放电。

首先分析固定间隙悬浮放电。固定间隙的悬浮电极可视为在电场中一个间隙很小的电容，悬浮部件和导体(接地体)分别为电容的两个极板。与绝缘内部气泡放电相同，悬浮放电过程也是当电压处于上升沿时，悬浮极板积累电荷，当电荷积累一定程度，间隙两端电压超过间隙击穿电压时，产生局部放电。因此，悬浮电极放电也放声在电源的第一、三象限。但是与绝缘内部空穴放电不同的是，悬浮部件为金属，其上面所带电荷为自由电荷。当间隙击穿时，悬浮极板上所带电荷会全部释放掉，因此放电量通常较大，高频含量很多；由于小间隙击穿电压接近恒定，因此在每次击穿前极板所带电荷基本一致，导致每次放电的放电量一致，即放电产生的脉冲幅值稳定；间隙击穿后，间隙绝缘逐渐恢复，然后重新积累电荷，其脉冲间隔较稳定，放电次数少；另外，当悬浮部件与导体(接地体)之间电场较为均匀时，一、三象限放电波形基本对称；当间隙电场为不均匀电场时，一、三象限放电波形不对称，均具有放电信号幅值较大的特征。

对于存在振动的可变间隙，由于振动时，振幅非常有限，对间隙影响不大，因此很短时间内的振动导致间隙改变的距离很小，其放电量仍可视为稳定。

四、电晕放电

该类缺陷主要由设备内部导体毛刺、外壳毛刺等引起，是气体中极不均匀电场所特有的一种放电现象。该类缺陷较小时，往往会逐渐烧蚀掉，对设备的危害较小，但在过电压作用下仍旧会存在设备击穿隐患，应根信号据幅值大小予以关注。

电晕放电往往只在尖刺呈负极性的半波产生。因此高压导体上的尖刺放电发生在电源的负半波峰值处，接地体(如GIS罐体)上的尖刺放电发生在电源的正半波峰值处。当电子引起碰撞电离后，电子被驱往远离尖端电极的空间，并形成负离子，在靠近电极表面则聚集起正离子。电场继续加强时，正离子被吸进电极，此时出现一脉冲电晕电流，负离子则扩散到间隙空间。此后又重复开始下一个电离及带电粒子运动过程。如此循环，以致出现许多脉冲形式的电晕电流。通常放电脉冲幅值不高，高频成分少，放电脉冲多，且随电压升高，放电量增大。但是，随着电压的升高，或者说尖刺较大时，另一个半波也会产生放电，但是放电波形与先出现的半波波形有着显著区别。

五、自由金属微粒缺陷

该类缺陷主要由设备安装过程或开关动作过程产生的金属碎屑而引起。随着设备内部电场的周期性变化，该类金属微粒表现为随机性移动或跳动现象，当微粒在高压导体和低压外壳之间跳动幅度加大时，则存在设备击穿危险，应予以重视。

当金属颗粒在电场力作用下跳动时，在跳起后，颗粒会在电场作用下积累电荷，但是由于颗粒往往较小，所带电荷非常有限，在落下接触罐体或碰撞其它颗粒前不会引起放电。当颗粒落下后，在接触罐体的一瞬间，会将自身所带电荷释放掉，形成一次较微弱的放电，放电量与放电瞬间电压相位有关。通常当放电瞬间电源处于峰值时，放电量最大。颗粒放电时间间隔与电源周期、电源相位无关，因此，放电信号往往较杂乱。