電暈你知道嗎?港口設備10KV電纜產生電暈放電原因分析.

2021-01-15 港口電氣
你知道嗎?港口設備常年面對海風的浸蝕,大型機械設備的供電電纜井以及轉接箱內容易受到環境因素的影響而產生電暈放電現象,放電現象如果不能及時的處理也是發生設備設施故障的主要因素之一。電暈,指帶電體表面在氣體或液體介質中發生局部放電的現象,常發生在高壓導線的周圍和帶電體的尖端附近,能產生臭氧、氧化氮等物質。電暈能消耗電能,並幹擾無線電波。電暈是極不均勻電場中所特有的電子崩——流注形式的穩定放電。電暈是高壓帶點體表面向空氣游離放電的現象。在正常氣壓和強度下,當高壓帶電體,達到電暈臨界電壓,或者其表面電場強度達到電暈電場強度時,空氣中原有離子擁有足夠的動能,撞擊其他不帶電分子,使後者也離子化,最後形成空氣的部分帶電,此時會看到帶電體周圍,出現藍色的輝光放電現象,這就是電暈。當電極的曲率半徑很小時,由於其附近的電場強度特別高,很容易發生電暈放電。


電暈產生的機理:

電暈即當電壓應力超過某一臨界值時,在絕緣系統中氣體瞬時電離引起的一種局部放電現象。氣體是電暈產生的根本條件之一,氣體不導電,但是當氣體間隙上施加電壓達到一定值後,電流會突然劇增,從而使氣體失去絕緣性能,產生自持放電現象,所以電暈產生有兩個方面的因素,一是空氣隙的存在,另一個就是電場強度超過了空氣隙的擊穿電壓,在絕緣材料內部,電極之間都會存在一定的空氣隙,當作用在這些空氣隙上的電壓應力超過氣體的擊穿電壓時,氣體就會被擊穿,形成電暈。最初局部的放電產生電火花燒蝕絕緣表面,同時產生臭氧和酸,對絕緣表面腐蝕作用,使得絕緣表面變得粗糙,這種腐蝕進入到絕緣體內部,但不會造成極具損壞,到了一定程度後會向外擴散,形成枝狀生長的導電的通路,這些通路的壁會碳化,或者因為其中的氣體高度電離所致。電暈放電是極不均勻電場所特有的一種自持放電形式,是不均勻電場的特種之一。它與其他形式的放電有本質的區別,電暈放電時的電流強度並不取決於電路中的阻抗,而取決於電極外氣體空間的電導,這就取決於外部電壓,電極形狀,極間距離,氣體性質和密度。通常開始出現電暈時稱為電暈起始電壓,它低於擊穿電壓,電場越不均勻,兩者的差值越大,這些都將使設備元件老化,變質,高壓開關櫃關鍵設備性能也會隨之降低,成為引起安全事故的主要因素。


電暈放電危害:

電暈是電力系統中主要的電能損耗的原因之一,其危害包括以下幾點:

1、電暈放電會產生高頻脈衝電流以及很多高次諧波,對無線電通訊造成幹擾。

2、電暈放電使空氣發生化學反應,產生臭氧氮氧化物等,臭氧、氮氧化物都使強氧化劑和腐蝕劑,會對固體介質和金屬電極產生損傷和腐蝕

3、產生能量損耗

 

故障問題總結:

電纜終端三相分支在分別接引時,要注意相間距離,如距離過小,將會在最小距離處形成懸浮電位放電現象,對絕緣頭外表產生電化學腐蝕。同時,空氣,水,絕緣外表皮在電場放電中產生複雜的化學反應,產生電纜外絕緣皮腐蝕,留下白色或黑色的積汙痕跡,但絕緣材料為有機材料,化學性能穩定,這種電腐蝕是輕微的,更多的是空氣中的雜質產生的反應,擦去電腐蝕痕跡,絕緣外皮只有輕微的痕跡,單純的電化學腐蝕在相當的一段時間內不會對主絕緣產生致命的破壞,但這屬於電纜運行的不良狀況,存在潛在的安全風險,需要採用增加線芯間距,或增加輔助絕緣層的方式進行處理。熱縮電纜頭各相線芯之間要有足夠距離,根據現場經驗,至少在20mm以上,以保證不會發生懸浮電位放電。如果因為安裝空間限制,不能滿足間距的要求,應增加絕緣層的層數,提高絕緣裕度。電纜導體用壓接型接線端子和連接管壓接質量要符合規範要求,否則會產生局部放電電暈現象,熱縮電纜頭必須避免磕碰傷,做好疏散彎曲應力工藝措施。除按要求按照疏散應力管外,可在整根主絕緣外均勻塗抹絕緣矽脂,電纜彎曲時使熱縮絕緣層與主絕緣之間能夠均勻滑動,避免出現皺褶。嚴格控制絕緣矽脂的絕緣性。


防範措施總結:

電纜終端安裝時要防潮,不應在雨天,霧天大風電氣時安裝電纜頭,平均氣溫低於零度時,要採取相關加熱措施(如電纜線芯適當加熱,套裝產品前用電熱風槍對電纜表面加熱)。電纜終端頭的製作,必須有緩和電纜屏蔽端部電場集中的有效措施,儘量選用應力管電纜終端頭附件,搭接可靠。電纜頭製作時要保證有可靠的密封,因為製作電纜頭時電纜外屏蔽切斷後會引起切斷處電場畸變,絕緣的電氣性能要可靠,半導電屏蔽層要刮乾淨,外界的水及導電介質不得侵入,否則容易引起爬電。對熱縮材料進行加熱時,火力不要集中一點,儘量避免過熱使套管變質,加熱時應從熱縮管中部均勻加熱向兩端收縮排除管內殘留空氣。熱縮電纜終端頭長期運行,電纜絕緣層附件會慢慢變黑,應加強對電纜終端頭的巡視檢查,尤其是三岔口處的灰塵要及時清除,防患於未然。電纜的固定:電纜頭做好後安裝接線時,電纜分支不能多次彎曲,扭轉。電纜頭與設備固定連接時,應儘量順其自然,三相之間儘量不要交叉。不能使電纜頭承受過大的外部扭力。因此,電纜從電纜溝穿管時,一定要在設備連接處的正下方,垂直並且固定牢固,不能讓下部電纜斜扭,對三芯電纜,特別是大截面銅芯電纜必須保持足夠的分相長度,也就是分支手套儘量靠下安裝,同時三相線芯長度一定要測量準確,兩個邊相不能出現長短腿,對同一個間隔連接雙電纜的情況尤其應該注意。否則,斜扭著的電纜會產生扭轉力,長時間的機械應力,可能導致電纜頭損壞。電纜頭與導體連接質量值得注意。因為,對電纜頭要保證電纜和導體連接質量,首先要結構設計合理、簡單、可靠。負荷電流的傳導是靠電纜端子與導體端面的緊密接觸完成的,而不是靠導體上的螺栓,在選擇螺栓材質時,以不鏽鋼為好,銅質螺栓硬度不夠,安裝中容易滑扣,影響連接件的緊固。其次,在壓接接線端子及裝配時,必須保證接線端子平面與出線導體銅端面平行貼合,否則,緊固螺母時,需克服接線端子平面從傾斜到平行的扭轉力,這就是有時感覺螺母已經擰緊或已達到規定力矩,但接線端子平面與導體銅端面壓緊力仍未達到規定值的原因。最後,擰緊螺母時,一定要使用力矩扳手,按照工藝文件規定的力矩值上好螺母。



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