表面局部放電顧名思義就是發(fā)生在絕緣表面的局部放電現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為沿面放電、絕緣擊穿、放電等。相對于絕緣內(nèi)部的局部放電而言,表面局部放電表現(xiàn)得更直接,影響和破壞力更大。絕緣內(nèi)部的局部放電若沒能及早采取維護措施,都會發(fā)展為表面局部放電,進而引發(fā)更大線路故障。表面局部放電通常會表現(xiàn)出很明顯的放電跡象,同時也與線路運行負荷及環(huán)境因素息息相關(guān)。
沿面放電即為絕緣表面的放電,這種放電現(xiàn)象與絕緣擊穿放電不同,一般是由于柜體運行環(huán)境空氣潮濕、粉塵過大引起的(例如污閃)。這種局部放電與天氣有很大關(guān)系,在雨霧天氣,空氣濕度較大使得原本的臟污層變得濕潤,從而導(dǎo)致沿面泄漏電流增大,由于電流帶來的熱量釋放,會在局部電流密度大的地方會先形成干燥帶,放電電流較大時就會形成污閃,閃絡(luò)電流會使絕緣體表面炭化,形成漏電痕跡,如圖所示開關(guān)柜母排絕緣子表面沿面放電痕跡。而在晴天空氣濕度低的時候臟污層變得干燥,泄漏電流減小,因此有可能幾乎檢測不到局部放電的信號。所以在日常開關(guān)柜局部放電檢測中,就會出現(xiàn)某些開關(guān)柜陰雨天監(jiān)測時有局部放電跡象,而在晴天復(fù)檢的時候卻沒有發(fā)現(xiàn)局部放電的信號,這大部分是由此類放電引起的。也可以看出沿面放電在對開關(guān)柜的影響是比較小的,只需要加強監(jiān)控合理安排停電檢修計劃就不會對開關(guān)柜運行造成大的危害。
絕緣擊穿是相對于沿面放電和放電更嚴重的放電現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為柜體及附件的絕緣層被擊穿,這種擊穿往往是由絕緣內(nèi)部放電發(fā)展而來的,引起絕緣擊穿的原因有很多,例如絕緣老化、絕緣內(nèi)部有雜質(zhì)有氣隙、絕緣破損、絕緣被腐蝕等因素都有可能導(dǎo)致此類現(xiàn)象的發(fā)生。絕緣擊穿意味著表面局部放電的開始,這時表現(xiàn)的局部放電跡象很明顯,而且與線路運行負荷及環(huán)境因素都有關(guān)系,當(dāng)線路運行負荷較重以及空氣濕度較大時,這種放電尤為明顯。絕緣擊穿時需對開關(guān)柜立即進行處理,因為放電時伴隨著大量的光和熱,會燒毀碳化擊穿部位的絕緣層,從而引發(fā)更大范圍的放電,由此可能造成短路停電故障,如圖所示。
放電一般出現(xiàn)在半絕緣開關(guān)柜中,所謂半絕緣開關(guān)柜就是電纜分接頭的的銅排都裸露在空氣中的開關(guān)柜,而全絕緣型開關(guān)柜的銅排都包裹在絕緣層中。由于半絕緣型開關(guān)柜的特點,使得電纜分接的銅排很容易因為空氣潮濕而銹蝕產(chǎn)生銅銹,銅銹表面是粗糙不平的,有很多凸起的顆粒,由于交流電流的集膚效應(yīng),在強電場的作用下在這些“小凸起”的部位會產(chǎn)生畸變電場,使凸起部位的電場強度比其他部位大得多,從而擊穿空氣,發(fā)生放電,圖所示為由于母排銅銹產(chǎn)生的放電痕跡。此外放電也會與線路負荷有一定關(guān)聯(lián),負荷越大流過銅排的電流就越大,因此產(chǎn)生的場強也就越大,此時的放電也就更劇烈。