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电缆局部放电的危害

发布时间:2021-07-27 09:55人气:

动车组高压电缆总成局部放电的能量通常很小,因此它的短时间存在并没有影响到电缆的绝缘性能。假设在运行电压下的电缆或电缆附件持续发生局部放电,此时这些微弱的放电有积累效应将使电缆的绝缘部分的介电性能逐渐恶化,并进一步导致电缆的缺陷增大,最终电缆的绝缘局部被击穿。

物质的局部放电现象是绝缘介质中的一种不均匀强电场效应的体现形式,它在电介质现象和电气绝缘领域均有非常重要的意义。一般在长时间的局部放电作用下会导致绝缘介质电气性能的老化(电老化)和击穿,它对绝缘介质性能影响的严重程度是不容忽视的。大致有如下几方面的作用:

(1)电的作用,放电点长期对绝缘介质的直接轰击,即带电粒子(电子、离子等)对介质的直接轰击作用。例如,产生在空气中的局部放电,从其放电形式观察属于电子束状的高压辉光放电,大量的带电粒子在强电场作用下加速运动,不断的对介质表面发动轰击,前期的量变导致质变,使介质发生老化。高分子固体介质的分子主键在加速运动的电子撞击作用下发生断裂而分解成低分子,由于带电粒子的轰击,介质温度不断升高而产生热降解外,还在介质表面形成凹坑且不断加深,口积月累介质就会被击穿。

(2)热的作用,一次局部放电会使体积为5*10^-17米3介质表面温度在10^-7秒内升至170℃,有时因局部放电的存在使温度可达到1000℃,高温在短时间内不能很快降低,会引起介质的热溶解或化学分解。

(3)化学作用,绝缘介质遭受的侵蚀可能比电、热的作用影响更甚,那是因为局部放电作用下产生的受激分子或二次生成物存在所致。通过研究加速老化的聚乙烯得知,侵蚀体积为10^-21米3的聚乙烯仅需一次10^-11库伦的放电。绝缘介质内部气隙放电产生的影响远小于金属电极附近放电产生的影响,前者的侵蚀能力为后者1/10的左右。据研究表明,放电作用下的聚乙烯在空气或氧气中会生成由外至内的氧化层含淡基,同时还伴随有H2O、CO和CO2等物质的产生。这种分解挥发的速度正比于放电量,若有潮气,则生成二元酸(COOHCOOH)。长期受局部放电产生的化学作用影响,介质重量会减轻,对曝露在外面的介质表面被化学作用产生的受激氧分子、氧原子或氧离子不断侵蚀氧化聚乙烯,分解成H2O和CO等。活性氧寿命时间很短,仅对直接曝露的介质表面产生影响。但是聚乙烯与二次生成的臭氧O3,NO反应生成轻基化合物,同时由于空气、水分等存在与O3反应容易生成硝酸和亚硝酸等硝基化合物。这些强酸性化合物会强烈的侵蚀损坏所接触到的绝缘介质,同时也会与铜导体反应,在其表面形成影响导电的铜绿及硝酸铜粉末等物质,将加剧局部放电的产生,加剧绝缘材料的老化。

通过以上的分析可见,局部放电使绝缘材料老化,电缆长时间的处于局部放电中终将导致绝缘击穿。当动车组在段区间运行的过程中,高压电缆突然发生绝缘击穿,此时动车组将无法从接触网接收电能,必然影响列车的正常运行,面临的后果轻则财产损失,重则车毁人亡!这些都是血淋淋的教训,我们一定要牢记,安全高于一切!所以动车组高压电缆要通过试验的手段,提前预知电缆的局部放电情况,判断其绝缘状态。

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