闪络效应
放电、击穿及闪络三个术语的含义

电缆故障测试和电缆预防性试验中放电、击穿及闪络三个术语的含义放电这是一个笼统的概念,泛指在电场作用下,绝缘材料由绝缘状态变为导电状态的跃变现象。
这种跃变现象可能呈“贯通状”发生在电极间,即其中的绝缘材料完全被短接而遭到破坏,此时电极间的电压迅速下降到甚低至或接近零值;跃变现象也可能发生在电极间的局部区域,使其中的绝缘材料局部被短接,其余部分仍有良好的绝缘性能,电极间电压仍能维持一定的数值。
前者称为破坏性放电,后者称为局部放电。
破坏性放电和局部放电可以发生在固体、液体、气体电介质及其组合介质中,换句话说,“放电”一词可以用于所有电介质及其组合中。
然而,放电发生在不同电介质及其组合中时又有特殊的称呼。
当在气体或液体电介质中,电极间发生的破坏性放电称为火花放电,如在空气间隙、油间隙发生的破坏性放电,确切的说应该是火花放电。
可见,火花放电这个词仅限用于气体和液体电介质中。
在固体电介质中发生破坏性放电时,称为击穿。
击穿时在固体电介质中留下痕迹,使固体电介质永久失去绝缘性能。
如绝缘纸板击穿时,会在纸板上留下一个孔。
可见击穿这个词仅限用于固体电介质中。
当在气体或液体电介质中沿固体绝缘表面发生破坏性放电现象,称之为闪络。
常见的是沿气体与固体电介质交界面发生的闪络。
如沿绝缘子串表面、沿套管表面的破坏性放电称之为闪络。
所以闪络这个词仅限用于特殊条件的放电现象。
电缆做预防性试验时,由于电缆局部介质绝缘下降,导致电缆相间或对钢铠的电压迅速下降到甚低至或接近零值,这时薇安表迅速上升,该现象表明电缆存在绝缘问题,需要找出电缆绝缘故障的准确位置,快速修复电缆,电缆修复后,再次进行预防性试验,直至电缆符合运行标准即可。
考虑磁场闪络抑制效应的真空绝缘堆闪络概率计算

1 基 于 统 计 学 闪络 经 验 公 式 的绝 缘 堆 闪络 概 率计 算
1 1 统计学 闪络 经验 公式 计算 全堆 闪络概 率 .
标 准 4。 5真空 固体 绝缘界 面 的统计 学 闪络经验 公式 为
Y M 一 S
exp /
㈩
式 中 : 为材料 常数 ; y E 为绝 缘堆 平均 电场 强 度最 大 值 ; t 为有 效 脉 冲 宽度 ; 为绝 缘 体周 长 ; C d为 绝缘 体 高
用 时 间 越 短 、 料 常 数 越 小 ,则 闪 络 概 率 越低 ; 一 定 绝 缘 堆 电压 范 围 内 , 材 在 绝缘 堆半 径 越 小 , 络 概 率 越 低 。 考 闪
虑磁 场 闪 络 抑 制 效 应 , 算 了绝 缘 堆 闪络 概 率 。通 过 电场 强 度 与 磁 感 应 强 度 之 比得 到 磁 场 开 始 闪 络 抑 制 作 用 计
在 , 的结 构设计 需符 合多项 要 求 , 它 主要包 括 : 阳极 上设 计 凹入结 构 以降低 阳极三 相点场 强 ; 在 把均压 环伸 出 绝 缘 体边沿 以屏 蔽 电子和 真空 紫外线 ; 缘体 和金 属均 压环 问 的 良好接 触 以及 各层 绝缘 之 间 的电压 分 配 均匀 绝 度 小 于 1 等 。如何最 大 限度挖 掘绝 缘堆 绝缘潜 力 是其 物 理设 计 的关 键 。磁场 闪络抑 制 ( I效 应 是指 O MF ) 当磁 场 的位 形 有利 于 电子 离开 绝缘体 表 面时 , 磁场 达到 临 界值 , 电子 在 洛仑 兹 力作 用 下偏 离 原运 动 轨 迹 , 不撞 击绝 缘体 表 面 , 达到 绝缘 目的。磁 场效应 在磁 绝缘 传输 线 中得到 了应用 [ 但 真空绝 缘堆 物理设 计 尚未考 虑其 , 影 响情况 。本 文根据 已确 定 的绝缘 堆参 数 , 于统 计学 闪络 经验公 式计 算绝 缘堆 闪络概 率 , 基 分析 了绝缘 堆 电 压峰 值 、 电压有 效作 用 时间 、 料 常数和 绝缘堆 半径 对 闪络概 率 的影 响 , 算 时考虑 了 MF 效 应影 响 时 的真 空 材 计 I 绝缘 堆 闪络概 率 , 论 了 电场 强度 与磁 感应 强度 的临界 比值 对 闪络概 率计算 的影 响 。 讨
接触网绝缘子闪络分析及预防措施

接触网绝缘子闪络分析及预防措施摘要:本文介绍了绝缘子闪络产生的特点和危害,分析了导致闪络的环境、季节因素,针对闪络提出了具体的预防措施。
关键词:绝缘子;闪络特点;因素;防治措施。
0引言随着电气化铁路向高速性、稳定性、安全性发展,对接触网的运行提出了越来越高的要求。
但由于目前环境污染日益严重,对供电设备尤其是绝缘子的产生的越来越大恶劣影响,因此确保牵引供电系统持续稳定供电,杜绝绝缘子闪络的研究势在必行。
电气化绝缘子闪络是导致电气化铁路跳闸故障的主要原因之一,严重时会造成接触网断线,影响铁路运输。
供电部门可分析绝缘子闪络原因制定清扫周期,更换新型材料的绝缘子等有效手段遏制因闪络引起的跳闸中断供电。
1、绝缘子闪络的特点闪络主要有污闪、雾闪、覆冰等几种情况,受外界作用,其中包括雨、露、霜、雾、风等气候影响,或者是粉尘、废气、自然盐碱,灰尘,鸟粪,等污秽的污染,绝缘子被污染的过程一般是渐进的,但有时也可能是急速的。
1.1污闪的原因分析附着在绝缘子普通的污层在干燥状态下一般不导电,出现疾风骤雨绝缘子将被冲刷干净。
但在环境污染较为严重的区段,临近污染源较近,空气中所含化学原料,工厂附近弥漫的碳粉、水泥粉、酸、碱性、金属性等化工物质附着在绝缘子,长时间积污形成结块,粘着力强,不易被雨水冲刷干净,残留表面,在遇到毛毛雨、雾、露等天气时,绝缘子表面附着这部分污质将被水分所湿润,电导大大增强,进而导致泄露电流增加。
当泄露电流电场强度已足以引起表面空气的碰撞电离时,在铁帽周围即开始电晕放电或辉光放电,出现蓝紫色细线,由于此时泄露电流较大,电晕或辉光放电很易直接转变为由明亮通道的电弧,在雾、露天气下,污层湿度不断增加,泄露电流也随之变大,在一定电气下能维持局部长度也不断增加,一旦局部电弧达到某一临界长度时,弧道温度很高,弧道进一步伸长就不再需要更高的电压,自动延伸至贯通两级,造成绝缘子放电闪络1.2雾(湿)闪的原因分析在长时间的浓雾(潮湿)天气下,瓷绝缘子的表面逐渐形成一层水膜,复合绝缘子由于其憎水性能的丧失,表面也会形成水膜,由于绝缘子场强分布的不均匀,同时绝缘子表面覆有杂质,加之雾水的成分复杂,在绝缘子的端部将是先形成电晕和局部电弧放电,由于空气湿度的增加,空气击穿场强将明显降低,进而造成绝缘子端部瓷裙间飞弧击穿,一旦第一片裙边被击穿,第二片裙边讲授更高的电压,重复出现刚才的过程,由于交流电压过零点时电弧要熄灭,所以在这种情况下,是否能造成绝缘子闪络,取决于电弧的发展和被电离空气的流动情况,如果雾气(湿度)比较稳定,电弧的重燃,则可能很快闪络,反之,如果空气流动较快,被电离的通道很快消失,则不会演变成闪络。
断路器闪络保护原理

断路器闪络保护原理
1. 闪络现象概述
2. 闪络原因分析
2.1 大气闪络
2.2 线路闪络
2.3 设备闪络
3. 闪络保护原理
3.1 电场分布原理
1.电场分布情况的影响因素
2.电场分布理论模型
3.2 温度影响原理
1.温度对电介质性能的影响
2.温度效应对闪络的影响
3.3 保护模式原理
1.大气绕击模式
2.线路耦合模式
3.设备损伤模式
3.4 单击固定模式和多击固定模式
4. 闪络保护措施
4.1 预防措施
1.选择合适的工频耐电压等级
2.提高电气设备的绝缘强度
3.加强维护与检修
4.2 隔离措施
1.利用绝缘子防止闪络
2.断开电源进行隔离
4.3 保护措施
1.使用断路器进行保护
2.使用避雷器进行保护
5. 闪络保护技术发展趋势
5.1 新型绝缘材料的引入
1.纳米绝缘材料的应用
2.高分子复合材料的研发
5.2 智能化保护系统的发展
1.传感器的应用
2.自动化控制技术的应用
6. 结论
通过本文的探讨,我们对断路器闪络保护原理有了更深入的理解。
了解了闪络现象的概念和原因分析,进而介绍了闪络保护的原理,包括电场分布、温度影响和保护模式等方面。
同时我们还探讨了闪络保护的各种措施,包括预防措施、隔离措施和保护措施。
最后,我们还讨论了闪络保护技术的发展趋势,包括新型绝缘材料的引
入和智能化保护系统的发展。
随着技术的不断进步,我们有信心在未来能够更好地保护电力系统,防止闪络事故的发生。
输电线路闪络现象的研究与模拟

输电线路闪络现象的研究与模拟随着我国经济的不断发展和城市化的不断推进,城市规模不断扩大,用电负荷量也急剧上升。
因为电力系统是现代城市中基础设施的重要组成部分,因此电力系统的可靠性、稳定性、经济性显得尤为重要。
电力输配电系统的难点、瓶颈和风险是工程领域的热点问题。
输电线路闪络现象潜在的威胁能造成巨大损失,这也使得人们对电力输电线路闪络现象的预防和控制产生了极大的关注。
输电线路闪络现象的介绍输电线路闪络现象是在高电压输电系统中经常发生的危险现象。
它是指在输电线路及其附件上,由于一种或多种因素的影响,导致气体绝缘击穿,形成电弧。
这种电弧会产生大量的瞬态电流和高温,极大地威胁电力设备的运行稳定性和工作寿命。
输电线路闪络现象有时会是故障的先兆,需要人们注意。
研究与模拟输电线路闪络现象输电线路闪络现象的研究和模拟有重要作用。
模拟输电线路闪络现象是在实际工程中预防和控制闪络现象的一种有效方法。
模拟输电线路闪络现象需要研究与分析电气、机械、热力、光学和材料等多方面的知识,包括物理机制、电气特性和材料性能等。
如何进行合理的模拟,是一个需要在各个领域交叉融合的问题,需要不同专业的人才齐心协力。
为了到达研究输电线路闪络现象的目的,需要开展一系列的实验和模拟。
模拟主要分为两种方式:一种是采用软件仿真实验的方法,另一种是采用实物模拟实验法。
要想获得真实可靠的实验数据,必须兼顾这两种模拟方法。
通过软件仿真实验,人们可以在计算机上建立一个虚拟的系统模型来模拟输电线路闪络现象。
软件仿真实验的好处是可以大幅降低实验的成本,同时还可以提高实验的精度和准确度。
一些电力设备制造商也在自己的产品研发领域采用这种方法。
例如,防止绝缘表面闪络所产生的放电的实验可以采用较为简单、低成本的模拟电路和控制系统。
通过这种方法,可以更容易地分析不同变量对绝缘表面闪络特性的影响。
而通过实物模拟实验,人们可以建立一个真实的实验场所来模拟输电线路闪络现象。
闪络 原理

闪络原理
闪络(Blinking)是一种物理现象,指的是物体在短时间内多
次发生亮度的明显变化。
闪络现象可以出现在各种形式的光源中,如灯光、火焰等。
引起闪络的原因是物体表面的光线反射或散射所导致的干涉效应。
当入射光线的波长和物体表面的特定结构尺度相近时,光的干涉效应便会出现,导致观察者在特定角度或条件下看到物体表面的亮度明显变化。
闪络的原理和物体表面的微观结构密切相关。
当物体表面有微小的凹凸、纹理或周期性的结构时,入射光线会发生反射、散射和干涉等现象。
这些干涉效应会导致不同角度观察的光线相位差发生变化,进而引起亮度的变化。
例如,当光线与物体表面的凹槽平行时,光线会不断被凹槽和凸起反射,产生一系列的干涉,使得物体在观察者的视野中忽明忽暗。
闪络现象在日常生活中常常出现在光线照射到水面、水体中的角度对应物体的表面微观结构时。
例如,当太阳光照射到湖泊或海洋的表面时,光线会与水波的起伏发生干涉,形成漂亮的闪光效果,给人们带来美丽的景色。
总之,闪络是由光线的干涉效应所引起的亮度明显变化现象。
它依赖于物体表面的微观结构和入射光线的波长,为我们带来了许多美丽的景色。
耐压试验中击穿和闪络现象之分析

耐压试验中击穿和闪络现象之分析试验,作出定性分析,得出明确的概念.一,击穿和闪络原理电器产品人可触及的导体是用绝缘材料和空气间隙与带电体隔开的.绝缘材料的绝缘性能和空气间隙状况直接涉及人身防触电的安全问题.通过耐压试验对此进行检验考核,如发生击穿或闪络现象,就认为这项安全性能不合格.因此,如何理解击穿和闪络现象十分必要.1.击穿原理材料的导电性能是由它的原子蛄构所决定的.绝缘材料原子的外层电子受原子核的束缚力很大,很不容易挣脱出来,形成自由电子的机会非常4,.对介于两导体之间的绝缘介质施加电压,当电压不断增加时,开始电流极微且不会有多大的变化,但是电压增加到一定的大小之后,电流突然增失,出现击穿现象.这是由于外加电场强制地把外层电子拉出,彤成自由电子,导致电流剧增.换句话说,鲍缘材料并不是绝对不导电,当外加电压足够高时,腥样有很大的电流流经绝缘体,这就所谓的击穿.其伏安特性曲线如图1所示.2.闪络原理具有一定空气间隙的两个带电导体会形成空问电场,该场强的大小与闻隙大小和电场强弱有关.当两导体问空气间隙(电气问隙)足够小和电为了弄清产生击穿的外界因素,设想做一些比较试验.(一)不同材料的击穿特性比较试验该项试验以相同的爬电距离为前提,试验原理如图2.毋2击穿试验席理田(1)木质材料诚骚蛄果,如表1.裹1甘验直w『0l0,5lIl0l5j2,02,5l3.03.5….…olo092『0.1620.264l0,粥I_B】2j击穿/Ⅲ1要…o-嘲0.枸ll_lm2.013l击穿/数据在5秽种内读得.(2)橡皮材料试验蛄果如表2(二)相同材料电气间隙,-k.4,比较试验用相同犀度的橡皮作为鲍缘介质,试验原理如图3和图4,图4是将图3所示的电气问隙缩徽锏晾—卜墨里墨I.星生墅黑.IL—一kv争—_-一L————kV————_J 图5图6爬电距离太小比较试验原理图试验结果:图5在4kv时,击穿;而图6在4kV时,不击穿.(四)相同材料介质,两侧导体形位关系不同的比较试验I.两导体面——面相对如图7所示;2.两导体点——面相对如图8所示.芒…体圉7图8形位关系不同比较试验原理图试验结果如表4.裹4高压试验值w00.510l1.5l2.0253.035l圈700.0260ol0o92lo1830.3霓击穿,I圈8000000.01~l0.011100210.04l006ZD.145 三,试验结果的推断任何试验都在特定条件下进行,而实际情况却有千差万别.不过,我们可以用实验所得结果进行普遍J『生推断.实验所得的几种定量特性进行定性分析.如图9所示:l2108642图9绝馨特性分析原理图①特性曲线,可描述前面表2情况.在击穿之前泄漏电流极其微小,基本上是零.不论高压试验台整定电流继电器设定的动作电流为多少,只要动作就能表明击穿.也就是说,在耐压试验中.要使材料产生击穿现象,与所设定的整定电流无关.象选种情况,不管设在那档整定电流值,只要整定电流继电器动作,便可认为击穿.②特性在击穿之前,泄漏电流也很小,如果将I下转第36页)(上海计量测试)2/1998—31—捌与革新(3)测量杠杆上的调节螺丝尖头磨损严重.应更换新的调节螺丝(4)金钢石压头损坏.更换压头.(5)主轴与工作面同轴度差.调升降丝杆的位置.(6)指示器有故障.修理指示器7.c标尺中的高值舍格,中低值不合格(1)压头锥角表面光洁度差.修整或更换压头.(2)剥试扛杆比不合适.重调杠杆比.(三)试件支承机构不正常1.丝杆不能自由下降.(1)丝杆有损伤.修理丝杆.(2)丝杆与丝母间有杂物或镑蚀.应清洗杂物并除锈上油.(3)丝杆变形.校正丝杆.2工作面不率固(1)工作面辆部与丝杆上端配合间隙过大.更换舍适的工作面.3.转动工作面手柄,丝杆有转动现象.(1)键配合间隙过大更换合适的键.(2)固定在丝杆套内的平键松动,拧紧键的固紧螺钉.‘‘‘‘,■’’,’,,,’’,,,,’,’,’,’,…’,,,,’…,■●’■’’,’,●,,,,’,…,’■,,,’,’,…,,,,,,,,’,,,’●,,【上瑶第32页Jda(ms_眦)丽1丽11:上_(一ff2dL)COSCtODsdL’-‘量仪”的总不确定度占0的数值相接近,因此,严格执行JJG300—82检定规程,进行正常的检定工作精度是完全有保证的.而经该装置检定合格的小角度检定仪,完全可以执行JJG202—90自准直仪检定规程与JJGT12—90电子抽平仪检定规程,开展对高精度自准直仪,电子水平仪等工作计量器具的示值误差等项检定工作.l上摄第31页J整定电流值谩定为2rnA,继电器正好在击穿点动作;可是,③特性却在击穿以前,整定电流继电器就动作了,这样就不能认为继电器动作就是击穿.③,④特性,它们在击穿之前,泄漏电流增长率相同,可是,④特性的击穿点比③特性的击穿点要高.就此而言,④特性的鲍豫材料优于③特性的绝缘材料.就泄漏电流大d,而论,①特性泄漏电流为最小,可是击穿点比其它三种情况都要低. 因此,没有必要将泄漏电流的大d,来作为击穿的判定条件.④特性在击穿之前,应有相当大的泄漏电流,如果耐压试验台的变压器输出容量不足以输出击穿前的那么大的电流,就意味着不足以导致击穿现象,而产生误判断.为此,试验标准对高压变压器的输出容量有规定.另外,从表1和表3中可知,多’殳做耐压试验会降低材料的绝缘性能.所以,在某些产品标准中规定,傲第=次耐压试验时,高压值为第一次的80%综前所述,击穿现象表现为泄漏电流突然上升,会导致高压变压器输出电压跌落.闪络现象表现为强烈的闪光,井导致泄漏电流剧增,同样导致高压跌落.产生击穿现象的因素有,试验时的高压值,试验时间和次数,绝缘材料性质,爬电距离,电气间隙及两导体间形住关系等.试验中绝缘材料在击穿之前,可能有较大的泄漏电流,必须将整定电流值设定在击穿前泄漏电流值以上,只有这样,整定电流继电器动作才能表明材料真正击穿.否则,整定电流继电器动作不能表明绝缘材料真正击穿. 36一’上海计量测试)2/199s。
闪络,电晕

闪络:在高电压作用下,气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电。
其放电时的电压称为闪络电压。
发生闪络后,电极间的电压迅速下降到零或接近于零。
闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化,损坏表面绝缘.沿绝缘体表面的放电叫闪络。
而沿绝缘体内部的放电则称为是击穿。
电晕:在110kV以上的变电所和线路上,时常能听到“陛哩”的放电声和淡蓝色的光环,这就是电晕。
长期以来,电晕被默认是“永不消失的”,电晕真的永不消失吗?电晕的产生是因为不平滑的导体产生不均匀的电场,在不均匀的电场周围曲率半径小的电极附近当电压升高到一定值时,由于空气游离就会发生放电,形成电晕。
因为在电晕的外围电场很弱,不发生碰撞游离,电晕外围带电粒子基本都是电离子,这些离子便形成了电晕放电电流。
简单地说,曲率半径小的导体电极对空气放电,便产生了电晕。
高压电机定子绕组在通风槽口及直线出槽口处、绕组端部电场集中,当局部位置场强达到一定数值时,气体发生局部电离,在电离处出现蓝色荧光,这即是电晕现象。
电晕产生热效应和臭氧、氦的氧化物,使线圈内局部温度升高,导致胶粘剂变质、碳化,股线绝缘和云母变白,进而使股线松散、短路,绝缘老化。
---高压电机定于线困在通风槽口及出槽口处,其绝缘表面的电场分布是极不均匀的。
当局部场强达到一定数值时,气体发生局部游离,在电窝处出现蓝色晕光,产生电晕。
电晕的发生伴随着热、奥、氧、氮的氧化物的产生,这些对电机绝缘都是极其有害的。
另外由于热固性绝缘表面与槽壁接触不良或不稳定时,在电磁振动的作用下,将引起槽内间隙火花放电。
这种火花放电造成的局部温升将使绝缘表面受到严重侵蚀。
这一切都将对电机绝缘造成极大的损害。
为了有效的消除这种电晕现象,正确地确定防晕结构参数和选用良好的防晕材料是十分重要的。
闪络在高电压作用下,气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电。
其放电时的电压称为闪络电压。
发生闪络后,电极间的电压迅速下降到零或接近于零。
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闪络效应
摘要
目录
1闪络效应
2基本介绍
3现象分析
4机械效应
5电压产生
6绝缘子运用
展开
目录
1闪络效应
2基本介绍
3现象分析
4机械效应
5电压产生
6绝缘子运用
7现代防雷的原则
收起
闪络效应
当人体被闪电击中后,99%的电流不是通过人体导入地下,而是会以电弧的形式从人体表面穿过,导入地下,降低对人体的伤害,这就是有些人被闪电打击后还能存活的缘故,这种现象就叫闪络效应,也叫闪络现象。
在高电压作用下,气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电。
其放电时的电压称为闪络电压。
发生闪络后,电极间的电压迅速下降到零或接近于零。
闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化,损坏表面绝缘。
基本介绍
闪络效应,在高电压作用下,气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电。
其放电时的电压称为闪络电压。
发生闪络后,电极间的电压迅速下降到零或接近于零。
闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭
化,损坏表面绝缘.沿绝缘体表面的放电叫闪络。
而沿绝缘体内部的放电则称为是击穿。
沿绝缘体表面的放电叫闪络。
而沿绝缘体内部的放电则称为是击穿。
现象分析
1.绝缘子表面和瓷裙内落有污秽,受潮以后耐压强度降低,绝缘子表面形
成放电回路,使泄漏电流增大,当达到一定值时,造成表面击穿放电。
2.绝缘子表面落有污秽虽然很小,但由于电力系统中发生某种过电压,在
过电压的作用下使绝缘子表面闪络放电。
处理方法是:绝缘子发生闪络放电后,绝缘子表面绝缘性能下降很大,应立即更换,并对未闪络放电绝缘子进行清洁处理。
机械效应
闪电击中地面物,闪电电流产生焦耳-楞次热效应,虽然电流峰值很高,但作用时间很短,只能产生局部瞬时高温,可以使较小体积的金属熔化。
有些闪电的半峰值时间较大,则容易造成树林或木结构物的高温燃烧起
火。
另一种情况是闪电流过击中物的途径中,物体的焦耳楞次热导致体内的水份剧烈蒸发,产生气体,气体膨胀的机械作用可使树木劈裂,房屋破坏,器物的爆裂、爆炸等。
闪电的热效应和机械效应造成的灾祸仍非常严重,不容轻视,许多新技术设备受损,特别是微电子技术的产品,如大规模和超大规模集成电路接口和模块的损坏,归根到底,仍是闪电电流的热效应所致。
电压产生
20世纪之后由于电力和电信事业的迅猛发展,架空导线的大范围布设,
闪电电流产生的高压的成灾概率极大地增长,它直接导致电气设备的损
坏、人身事故。
而且这种高压产生的电火花造成可燃性气体的爆炸起火,其灾祸面迅速扩大,有些还是避雷针的设置不妥造成的。
因此闪电的这一物理效应已成为现代防雷工作特别重视的对象了,不容许对它有丝毫的疏忽大意,下面介绍几种具体情况。
接触电压和跨步电压.闪电沿大树或金属架空物或避雷针引下线入地时,都会使流经的途径产生电位降,这是由欧
姆定律所决定的.因此这些物体的各部位相对于大地均有瞬时的高电压,其值决定于闪电电流和这些部位与大地之间的电阻。
当人的手或身体任何部位与它们接触时,身体的接触点与站在地面上的双脚之间就有高电压,这个电压就称为接触电压。
1、在闪电已流入地下时,闪电在地表之下流动时,大地的电阻同样要产
生电位降,闪电入地点的电位最高(如果雷电流是正的),远处雷电流几乎为0的这些地方,电位最低,即工程上所谓的零电位。
人的两腿分开站着,两脚之间就有电城市,这种电压也可以产生雷击,甚至可以致命。
2、所谓的“跨步电压”是指地面相距0.8m两点间的电压。
3、闪电电流产生的极高电位对建筑物或仪器设备的"反击"现象,闪电电
流在引下线、接地体或建筑物的金属管道等导体上产生非常高的电压,而没有闪电电流过的建筑物、室内的管道、线路、设备或人体仍保持与大地等电位,即使是一些电力系统的供电路,也只是几百伏的数量级的电压,这与闪电通过的导线或防雷地线上呈现的几千、几万甚至几十万伏的高电压相比,都是微不足道,因此两者之间就有可能发生闪络放电,如果两者的间距不够大的话。
由于各种电器都要接安全地线,电子仪器、计算机均要接信号地线,这些地线与防雷地线常靠近埋设,因此闪电电流在防雷地线上的高电压就可能对其它地线“反击”而导通,于是这些设备的地线反而成为电压很高的高压端,它与电源之间的电势相对关系反转,两者间的高电压足以击穿各种电子元器件。
这种"反击"不仅损坏电器和电子设备,也会使各种室内金属管线带上高电压而造成人身事故。
此外它产生的闪
络、电火花或电弧还会导致火灾!
绝缘子运用
绝缘子在各种电力设备和许多现代真空器件中被大量采用,同时也在大型尖端设备中得到应用。
例如:X射线管、高功率微波管、高功率速调管、中子束二级管、脉冲功率开关、粒子加速器等。
在真空中应用绝缘子,存在一个特殊的现象:当在一真空间隙中加入一绝缘子支撑后,该绝缘体系在一个较低的电压下就会被击穿,即绝缘子表面闪络击穿。
由于真空中绝缘子沿面闪络现象严重制约了电真空器件的性能,影响尖端设备的正常运行而造成巨大的经济损失,因此许多专家学者对真空中
绝缘子沿面闪络现象的特性、影响因素及形成机理进行研究,并寻求防止绝缘子沿面闪络、提高沿面闪络电压的方法。
特别是从70年代开始,美、英、日、法等国家投入了大量研究经费对这一现象进行研究,企图弄清真空中绝缘子沿面闪络现象的形成原因及其机理,用以改善和提高电真空器件的性能,防止影响尖端设备的正常运行。
通过研究,得到了大量实验结果,找出了许多影响真空中沿面闪络现象的因素,提出了多种关于真空中绝缘子沿面闪络机理的假说及一些改善和提高沿面闪络电压的方法。
对于同一绝缘材料施加不同类型的电压,材料所表现出的电性能也不相同。
对于真空中绝缘子所构成的绝缘体系,其沿面闪络特性也和被施加的电压有关。
试验中分别应用了脉冲、雷电冲击、交流和直流等形式电压,其中脉冲电压有矩形、梯形、双极性脉冲等,脉冲持续时间从ns级到ms级,交流电压的频率范围从工频到射频。
研究结果表明,在大多数情况下,真空中施加了脉冲电压的绝缘子的沿面闪络电压值是随脉冲电压持续时间(脉冲宽度)的增加而下降的,这一规律在脉冲电源的脉冲宽度为ns~ms区间时最为明显。
此外还发现,很多情况下施加工频(50/60Hz)电压时的绝缘子沿面闪络电压最低。
A.S.Pillai和R.Hackam等研究了不同真空度(气体压力范围在10-6~105Pa之间)下绝缘子的沿面闪络现象。
用不锈钢电极,聚四氟乙烯绝缘子,分别施加了交流、直流和脉冲电压,在1×10-6~6×10-1Pa的压力范围内,气体压力的变化几乎不影响沿面闪络电压发生,即在上述气压范围内绝缘子的沿面闪络电压与气体压力(或真空度)无关;随着真空度的下降(或气体压力提高),沿面闪络电压也下降。
众多的研究表明,预放电过程能够提高体系的沿面闪络电压,但这只是对
于一个预放电后马上施加电压的体系而言,也就是说该效应的作用是有一定时间限制的。
人们发现,当某绝缘体系经预放电处理,体系沿面闪络电压稳定后,如果放置一段时间后再施加电压,则该体系的沿面闪络电压有
所降低,但比第一次沿面闪络电压高,再次进行预放电处理时也更容易达
到稳定值。
此外,若将已经预放电处理后的绝缘子暴露在大气下或把真空度降低,然后再提高真空度,则同样发生上述现象。
另外,并不是所有的
预放电处理都能提高体系的沿面闪络电压。
如果预放电处理时的放电较强烈,可能产生不可恢复性损坏(如在绝缘子表面形成放电通道、电极因剧
烈放电而局部熔化变形等),此时不但达不到预放电处理的效果,反而降
低了体系的沿面闪络电压。
有研究人员发现,预放电处理并不需要真正让体系放电。
如果给真空中的绝缘子持续施加一个低于沿面闪络电压值的电压,虽然此时并不发生沿面闪络,但同样可以提高该绝缘体系的沿面闪络
电压值。
实验发现,在正式施加电压前若先加一较小的电压,则对沿面闪络电压有很大的影响。
一般情况下,如果在施加冲击电压前先施加一同极性的直流电压,则可以提高闪络电压;相反若施加一相反极性的直流电压,则可以降低闪络电压。
这个效应持续时间很短,一般在50μs以内,作用时间的长短与材料的绝缘电阻有关。
现代防雷的原则
建筑物(构筑物)、设备、和人,三者统筹兼顾。
必须尊重科学,从实际出发,因地制宜,既重视防雷规范的原则,又要有一定的灵活性。
这种灵
活性主要是考虑经济上的最优选择而又是符合科学的。
现代防雷技术措施
1、强调全方位防护,综合治理,层层设防,把防雷看作是一个系统工程。
这是由于雷电的危害作用无孔不入,在整个空间范围侵袭微电子设备,最
难设防。
2、防雷技术必须强调科学性、经济实用和耐久可靠这三个原则。
现代防雷技术措施:现代防雷技术措施简单地归结为ABCDEGS七个字,即Avoiding、Bonding、Conducting、Dividing、Eliminating、
GroundingandShielding。
中文意思是“躲”、“等电位连结”、“传导”、“分流”、“消雷”、“接地”和“屏蔽”。