Изучение процессов развития разряда производилось в НИИПТ при всех основных воздействиях, воспроизводящих работу загрязненной изоляции в эксплуатации: 1) увлажнение загрязненных изоляторов, находящихся под рабочим на пряжением; 2) включение под рабочее напряжение предварительно увлажненных и загрязненных изоляторов; 3) приложение импульса, воспроизводящего воздействие коммутационных перенапряжений, на предварительно загрязненные и увлажненные изоляторы. Увлажнение загрязненных изоляторов, находящихся под длительным воздействием рабочего напряжения, воспроизводит наиболее часто встречающийся режим работы ВЛ и ОРУ, который изучался наиболее тщательно и рассматривается ниже.[ ...]
А — при очень низких напряжениях, когда градиенты на подсушенных участках недостаточны для ударной ионизации воздуха и образования частичных разрядов, происходит плавный процесс установления тока утечки, величина которого не превышает нескольких десятых миллиампера.[ ...]
В результате образования частичной дуги, во-первых, скачкообразно возрастает ток утечки по изолятору до десятков и сотен миллиампер (в зависимости от степени загрязнения), что в свою очередь сопровождается изменением цвета ч. р. из синего в желтый или даже белый. Во-вторых, вновь резко перераспределяется напряжение по поверхности изолятора. В течение большей части времени своего существования частичная дуга перемещается в поперечном направлении, причем ее опорная точка движется по границе подсушенного слоя. Одновременно может происходить продвижение опорной точки частичной дуги к противоположному электроду, однако это продвижение за время существования данного броска тока невелико.[ ...]
В первом случае уменьшается ток утечки по изолятору и равный ему ток в дуге.[ ...]
В результате уменьшается энергия, подводимая к дуге из сети, что в свою очередь, приводит к уменьшению энергии, затрачиваемой на ионизацию, и создает условия, способствующие погасанию дуги. Время существования дуги, обусловленное указанными выше процессами, не превышает десятые доли секунды. Частичные разряды могут снова образоваться после того, как размеры подсушенной зоны уменьшатся вследствие ее увлажнения, и приложенное к ней напряжение сможет снова ее перекрыть. Повторное возникновение частичных дуг происходит за время порядка нескольких секунд.[ ...]
Особенно интенсивная подсушка поверхностного слоя происходит около основания канала частичной дуги вследствие повышенной плотности тока в этой точке и теплового действия канала разряда, температура которого составляет около 3000° С [21]. Продвижение опорной точки к электроду и нагрев поверхностного слоя вызывают уменьшение сопротивления изолятора и некоторое увеличение тока в дуге. В результате увеличивается энергия, выделяемая в дуге, ее температура повышается, и создаются более благоприятные условия для развития ионизационных процессов. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению сопротивления дуги и соответственно к уменьшению падения напряжения на дуге. Одновременно с ростом температуры дуги увеличивается теплоотдача в окружающую среду. Таким образом, продвижение дуги к • противоположному электроду связано с изменением ее энергетического баланса. Возможность дальнейшего существования и продвижения или погасания дуги будет определяться теперь энергетическими процессами в системе «частичная дуга — проводящий слой», но уже при параметрах этой системы, отличных от первоначальных.[ ...]
По мере удлинения ч. р. и снижения их сопротивления, обусловленного изменением характеристик дуги, градиенты на неподсушенных участках повышаются, и когда их величина превысит критическое значение, произойдет полное перекрытие изолятора. Критическая длина канала частичной дуги определяется величиной приложенного напряжения, конфигурацией изолятора и условиями его загрязнения и увлажнения. Анализ процессов, приводящих к возникновению и развитию разрядов, показывает, что перекрытия загрязненной изоляции ВЛ или ОРУ становятся возможными, только начиная с области воздействующих напря-•жений, в которой наблюдаются частичные дуги [22]. Описанный выше механизм удлинения частичных дуг и его зависимость от конфигурации изолятора аналитически рассмотрены в [20].[ ...]
Из приведенной картины развития разряда следует, что разрядные характеристики изоляторов будут тем выше, чем длиннее путь развития разряда по изолятору. Длина пути развития разряда в значительной мере зависит от конфигурации изолятора и для изоляторов сравнительно сложной формы может быть определена только непосредственным наблюдением за ходом развития разряда. Некоторые авторы считают, что разрядные характеристики изоляторов прямо пропорциональны их длине пути утечки, т. е. фактически исходят из предположения, это электрический разряд по загрязненному изолятору на всех стадиях развития прилегает к поверхности изолятора (длина пути разряда равна длине пути утечки). Однако такое предположение не соответствует в большинстве случаев действительности. Опорная точка ч. р. при удлинении дуги не всегда движется, строго следуя всем изгибам поверхности. В ряде случаев, например у стержневых изоляторов с близко расположенными ребрами, опорная точка может перескакивать через отдельные участки.[ ...]
Развитие разряда в области В определяется многими случайными факторами, и поэтому вероятность перекрытия изолятора является функцией величины воздействующего напряжения. Экспериментальные данные показывают, что в области, ограниченной примерно двумя с половиной среднеквадратичными отклонениями от напряжения, соответствующего 50%-ной вероятности (Ч50%), функция распределения может быть с достаточной точностью аппроксимирована нормальным законом. Возможность распространения нормального закона на область воздействующих напряжений, существенно меньших У50% (отстоящих на несколько среднеквадратичных отклонений), где вероятность перекрытия весьма низкая, экспериментально не подтверждена. Для определения кривой распределения в области таких малых вероятностей требуется испытание чрезвычайно большого (сотни тысяч) количества одинаковых изоляторов. С другой стороны, известно, что при существенном снижении напряжения изменяются физические процессы на поверхности изолятора (области Л и £ на рис. 1-14). Это позволяет с уверенностью предположить, что кривая распределения в области сравнительно низких напряжений является ограниченной.[ ...]
Повышение напряжения приводит не только к увеличению вероятности перекрытия, но и, начиная с определенного уровня напряжения, к уменьшению времени, необходимого для развития процессов, приводящих к перекрытию изолятора.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Области различных стадий (А, Б, В, Г) развития разряда по загрязненному изолятору Р — вероятность перекрытия |
 |
| Осциллограмма напряжения (/) и тока (2) .на загрязненном изоляторе, характерная для стадии В |
 |