北京化工大学采购我司ZJD系列介电常数检测仪

近日，北京化工大学采购我司ZJD系列介电常数检测仪（中航时代仪器），并验收合格，投入使用。

ZJD系列介电常数检测仪（中航时代仪器）

按电力线在界面上垂直分量的强弱，极不均匀电场中沿面放电可分为两类：具有强垂直分量时的沿面放电和具有弱垂直分量时的沿面放电。其中前者对于绝缘的危害比较大。

1.具有强垂直分量时的沿面放电

套管中近法兰处和高压电机绕组出槽口的结构都属于具有强垂直分量的情况。在这种结构中，介质表面各处的场强差别很大，而在工频电压作用下会出现滑闪放电。现以最简单的套管为例进行讨论。

ZJD系列介电常数检测仪（中航时代仪器）

图1-27表示在交流电压下套管沿面放电发展的过程和套管表面电容的等效图。随着外施电压的升高，首先在接地法兰处出现电晕放电形成的光环(见图1-27a)，这是因为该处的电场强度最高。随着电压的升高，放电区逐渐形成由许多平行的火花细线组成的光带，如图1-27b所示。放电细线的长度随外施电压的提高而增加。但此时放电通道中电流密度较小，压降较大，伏安特性仍具有上升的特性，属于辉光放电的范畴。当外施电压超过某一临界值后，放电性质发生变化。个别细线开始迅速增长，转变为树枝状有分叉的明亮的火花通道，如图1-27c所示。这种树枝状放电并不固定在一个位置上，而是在不同的位置交替出现，所以称滑闪放电。滑闪放电通道中电流密度较大，压降较小，其伏安特性具有下降特性，因此有理由认为滑闪放电是以介质表面放电通道中热电离为特征的。滑闪放电的火花随外施电压迅速增长，通常沿面闪络电压比滑闪放电电压高得不多，因而出现滑闪后，电压只需增加不多的值，放电火花就能延伸到另一电极，从而形成闪络。特别是，滑闪放电是具有强垂直分量绝缘结构所特有的放电形式。

滑闪放电现象可用图1-28所示的等效电路来解释。不难看出，在法兰B附近沿介质表面的电流密度最大，在该处介质表面的电位梯度也最大，当此处电位梯度达到使气体电离的数值时，就出现了初始的沿面放电。随着电压的升高，此放电进一步发展。在电场垂直分量的作用下，带电质点撞击介质表面，引起局部温度升高，高到足以引起热电离。

从而使通道中带电质点数量剧增，电阻剧降，通道头部场强增加，导致通道迅速增长，这就是滑闪放电。热电离是滑闪放电的特征。出现滑闪放电后，放电发展很快，会很快贯通两电极，完成闪络。

滑闪放电的起始电压U0和各参数的关系如下：

式中 E0——滑闪放电的起始场强；

ω——电压的角频率；

C0——比表面电容；

Ρs——表面电阻率。

比表面电容是单位面积介质表面与另一电极间的电容值，对导杆半径为r1(cm)、绝缘层外半径为r2(cm)的绝缘结构，其比表面电容C0(F/cm2)为

出现滑闪放电的条件是，电场必须有足够的垂直分量和水平分量，此外电压必须是交变的，在直流电压作用下不会出现滑闪放电现象。电压交变的速度越快，越容易滑闪，冲击电压比工频电压更易引起滑闪。滑闪放电电压和比表面电容C0有关，C0越大，越易滑闪。增大固体介质的厚度，或采用相对介电常数较小的固体介质，都可提高滑闪放电电压。减小表面电阻率ρs，也可提高滑闪放电电压，例如，工程上常采用在套管的法兰附近涂半导电漆的方法来减小ρs。滑闪情况下，沿面闪络电压不和沿面距离成正比，因此靠增长沿面距离来提高闪络电压的方法，在此种绝缘结构下效果并不显著。这是因为当沿面距离增加时，通过固体介质体积的电容电流和漏导电流都将随之很快增长，不仅没有改善滑闪起始区域的场强，反而使沿面电压分布更加不均匀。

在工频交流电压的作用下，ω是定值，对一定的绝缘介质而言ρs也是定值，滑闪放电的起始场强E0也基本变化不大。因此滑闪放电的起始电压U0主要和比表面电容值C0有关。以下是由试验获得的经验公式：

式中 Ucr——工频滑闪放电的起始电压有效值(kV)；

C0——比表面电容(F/cm2)。

此公式的使用范围是C0＞0.25×10-12F/cm2。此经验公式可用于在工程上估算套管的滑闪放电起始电压。当C0小于上值时，则此公式只可做近似估算以供参考。

ZJD系列介电常数检测仪（中航时代仪器）