電暈放電的危害及特徵

2021-01-15 電機技術日參


高壓電機生產過程中,如果絕緣結構本身有缺陷,或生產製造過程中線圈繞包、整形或端部固定等存在問題,很容易出現這類問題。

高壓電機定子繞組端部出槽口部位及徑向通風道內槽口部位絕緣線圈表面電場強度高且分布不勻,當局部場強達到臨界場強時,氣體發生局部電離或電子碰撞游離,形成持續性連鎖反應的「電子崩」放電。此時,在電離的絕緣線圈表面呈現藍色螢光,即電暈現象。電暈產生熱效應和臭氧、氮的氧化物而損壞絕緣。

定子熱固性絕緣線圈表面層與槽壁間接觸不良或不穩定而竄動時,因電磁力的振蕩作用,接觸點若即若離,引起槽內電火花放電,使局部溫度上升,達攝氏上百度至上千度,絕緣表面受到嚴重的電腐蝕,極短時間造成深達1毫米及以上麻點斑坑,且電腐蝕部位隨著振動、接觸條件的變化而非規律性變動,導致絕緣擊穿。

與其他絕緣材料相比,空氣更容易發生電暈放電。因而,高壓電機線圈包紮、端部緊固及浸烘過程是控制的關鍵。

在高壓電機試驗和運行過程中,有時會出現有「嘶嘶」的聲音,也就是我們所說的電暈放電聲。

電暈放電的特徵是伴有「嘶嘶」的響聲,有時有微弱的輝光;當導體上有曲率半徑很小的尖端存在時,則發生電暈放電。電暈放電可能指向其他物體也可能不指向某一特定方向。

電暈放電時,尖端附近的場強很強,尖端附近氣體被電離,電荷可以離開導體;而遠離尖端處場強急劇減弱,電離不完全,因而只能建立起微小的電流。

電暈放電可以是連續放電,也可以是不連續的脈衝放電。電暈放電的能量密度遠小於火花放電的能量密度。在某些情況下,如果升高尖端導體的電位,電暈會發展成為通向另一物體的火花。

形成電暈所需電場不均勻的程度與氣體的種類有很大關係。在負電性的氣體中,當電極為球一平面、電極間隙為球半徑時,產生電暈放電。相反,若氣體為非負電性氣體時,則不產生電暈放電。

電暈放電的極性決定於具有小曲率半徑電極的極性。如果曲率半徑小的電極帶正電位,則發生正電暈放電,反之發生負電暈放電。此外,按提供的電壓類型也可將電暈放電分為直流電暈、交流電暈和高頻電暈。按出現電暈電極的數目分為單極電暈、雙極電暈和多極電暈。

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