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气体和固体之间的沿面放电

2015.10.29 20:38 评论:0

带电作业工具和空气的交界面上出现放电现象称为沿面放电。沿面放电发展成贯穿性的空气击穿称为闪络。沿面放电是一种气体放电现象,由于介质分界面上的电场强度分布不均匀,沿面闪络电压比气体或固体单独存在时的击穿电压都低。

沿面放电和固体介质表面的电场分布有很大关系。一般说来,固体介质处于电极间电场中的形式,有以下三种典型情况:

  1. 固体介质处于均匀电场中,它与气体的分界面和电力线的方向平行,如下图(a)所示。这种情况在工程上较少遇到,但实际绝缘结构中,介质处于稍不均匀电场中,它的放电现象与上述均匀电场中的情况有很多相似之处。
  2. 固体介质处于极不均匀电场中,且电场强度垂直于介质表面的分量(以下 简称垂直分量)要比平行于表面的分量大得多,如下图(b)所示。
  3. 固体介质处于极不均匀电场中,但在介质表面大部分地方(除紧靠电极的很小区域外),电场强度平行于表面的分量要比垂直分量大,如下图(c)所示。
介质在电场中的典型布置方式

介质在电场中的典型布置方式

这三种情况下的沿面放电现象有很大差别。带电作业过程中,常见的是第(3)种情况。下面对这种情况的放电现象原理作详细介绍。

由于这种情况下电极本身的形状和布置已经使电场很不均匀,介质表面积聚电荷使电压重新分布所造成的电场畸变不会显著降低沿面放电电压。另外,电场垂直分量较小,沿表面也没有较大的电容电流流过,放电过程中不会出现热电离现象,故没有明显的滑闪放电。垂直于放电发展方向的介质厚度对放电电压实际上没有影响。同前两种情况相比,闪络电压数值更接近于空气击穿电压。在这种情况下,需要提高沿面放电电压的手段,一般是改进电极形状,以改善电极附近的电场,从而达到提高闪络电压的目的。