污闪发生过程分析，污闪

输电线路和变电站的户外电气设备(特别是运行在工业地区、沿海和盐碱地区)经常遭受到工业污秽或自然界欲碱、飞尘、鸟粪等污染。在干燥条件下，这些污秽尘埃的电阻很大，对绝缘的可靠运行没有危险;但当空气温度高，例如在雾、露、毛毛雨、融雪等不利气象条件下，绝缘表面的污秽尘埃将被湿润，在外加电压作用下其表面电导和泄漏电流将大大增加，从而可能导致沿绝缘污秽表面发生全面闪络。

尽管到目前为止，有关沿绝缘污染表而的放电机理还没有统一的看法，但大都认为，沿绝缘子湿润污秽表面的闪络现象己不是一种单纯的空气闪隙击穿，而是一种与电、热、化学因素有关的污秽表面气体电离以及局部电弧发生、发展的热动力平衡过程。绝缘子的湿润加大了它的表面导电性能，使得通过绝缘子表面的泄漏电流增大，导电薄层发热。发热将从正、反两个方面来改变表面层的导电性能，

一方面由于表面层的烘干将使电导率减小;而另一方面却因表面层中正温度系数电解质的影响，随着温度的升高而使电导率增加。因为污秽沿绝缘子表面的分布通常是不均匀的，即使污秽均匀分布，常用绝缘子沿泄漏路径的直径也有所变化，因此绝缘子各个区段的泄漏电流密度是不相同的，这就使得表面层的自身加热也是不均匀的。在某些污层薄的地方或潮湿程度轻的地方，特别是在绝缘子表面泄漏电流密度最大的区段(例如盘形悬式绝缘子的干燥区，如图2—1)，它将承受绝大部分外加电压，从而改变了绝缘子的电压分布。当绝缘子表面形成烘干区后，取决于作用电压大小的不同，表面2泄漏电流与绝缘子污秽的关系

物理过程的继续发展是不相同的，大致可以分为以下几个阶段(图2—2)

A— 当电压很低时，干燥区的电场强度不足以使空气发生碰撞电离而形成局部放电，泄漏电流的建立过程是平稳的，其值一般不超过几百微安。

B—当电压稍高时，干燥区的电场强度足以使空气发生碰撞，并形成局部放电。局部放电的电流将由加在绝缘子上的电压，局部放电和与局部放电串联的绝缘子表面部分两者的总电阻所决定。电流值一般不大，在几个毫安以下。这种局部放电具有上升型的伏安特性，放

电火花比较短(几厘米)，是蓝紫色，并常有很多平行的径向途径。由于放电的上升型伏安特性，局部放电的发展将使放电通道的电阻增大，通过的电流减小。因此当环形干燥带增加到一定长度(即局部放电发展到一定长度时)，泄漏电流急剧减小，耗散的热量相应地减少，被局部放电旁路的干燥区将逐渐受潮，恢复电导，导致局部放电熄灭。在绝缘子表面重新湿润后，上述过程又重复发生。没有发现这类放电有进一步延长的趋势，因此对绝缘的安全运行是没有危险的。

C若加在绝缘子上的电压相当大时，短接干燥带的局部放电将具有电弧的特性，其伏安特性呈现下降型。这类局部放电一般称为局部电弧。局部电弧的电阻不太大，因此出现局部电弧后绝缘子的总电阻将显著降低，(主要由未被局部电弧接的绝缘子表面部分的电阻决定)。随污秽程度的不同，泄漏电流将突增至数十或数百毫安，局部电弧的颜色也同时由蓝紫色改变为红黄色或白色，电压沿绝缘子表面很快进行重新分布。电源供给的能量消耗在局部电弧和绝缘子表面层的加热上。消耗在局部电弧中的能员，一部分消失在周围空间中，另一部分则耗费在电弧内的电离过程中，而且为使电弧稳定燃烧，必须保持一定的电离能量水平。至于消耗在绝缘子表而层发热上的能员，它取决于电压的大小和污层的性能。当表面层的干燥影响占优势时电阻值将增加;反之，当电解质的.正温度系数影响占优势时电阻值将减小。

在第一种情况下，绝缘子的泄漏电流将减小，与之相等的局部电弧电流也随之减少，取自电网的电弧能量减小，耗费在电离过程中的能量也就减少，为熄弧创造了条件。被局部电弧分路的绝缘子表面干燥区逐渐受潮，干燥区逐渐减少，电导逐渐恢复，使局部电弧旁路而熄灭。然后再次出现干燥区，加在干燥区上的电压可能使其重新放电，从而再次形成局部电弧，这种状态称为间歇小电弧状态。在第二种情况下，绝缘子表面层的发热将引起绝缘子电阻的减小和泄漏电流的增加，与之相等的电弧电流就增大，使得其供给电弧的能量增加，电弧温度升高，建立于有利电离过程发展的条件，促使总电弧伸长。由于电弧的下降型伏安特性，电流的增加将使电弧电阻和电弧上的电压降进一步减小。随着局部电弧的伸长和局部电弧电阻的减小，绝缘子非干燥区表面的电场强度逐步升高，当电场强度超过临界值时，就将发生绝缘子的完全闪络。

D—当电压远大于50%闪络电压(比、、，)时，只经过几个工频周期就发生完全闪络。在该电压作用时间下绝缘子表面层内的热动力平衡过程并没有充分发展，在没有明显地形成干燥和出现局部电弧的情况下就将发生绝缘子的闪络。但是，闪络电压值仍然要比干闪电压低得多。分析其原因可能是由于污秽分布的不均匀，使得绝缘子表面各区段的电阻不等，作用电压沿绝缘子表面的分布也就不均匀，促使发生分段依次闪络。

E一当作用电压更高时，表面层存在实际上不影响放电发展过程，放电发展所需要的时间只是几一卜至几百微秒，放电电压比较接近止干闪电压，而与绝缘子的结构外形关系不大。

从上而的分析可以看出，如果A、H区和大部分C区相应于正常运行方式下污秽绝缘子的

放电发展过程，则部分C区和D、E区将相应于电压作用下的污秽绝缘子闪络，而且其中部分C区和D区相应于内部过电压的作用，E区相应于大气过电压的作用。应当指出，在绝缘子的实际运行中，过电压是作用在连续湿润和承受长期工作电压的绝缘子上的(长期停运后投入时发生的电压除外)。长期工作电压对绝缘子表面的湿润状态将产生影响。由于泄漏电流的发热而将形成干燥区(或形成烘干程度不同的区段)，从而改变了绝缘子表面的电压分布，促使绝缘子在过电压作用下发生完全闪络。

从上面的分析中可知，沿绝缘子湿润污秽表面的闪络现象是一种与表面发热，烘千以及局部电弧发生、发展有关的热动力平衡过程。它与作用电压的大小、绝缘子的表面爬电距离以及污层电导(包括污源性质、污秽物沉积数量和湿润程度)等有关。将、电弧的电导(或电阻)和未被电弧覆盖(即与局部电弧相串接)的湿润污秽表面的电导(或电阻)进行比较，就可得到局部电弧发展成为完全闪络的条件。