《局部放电小学堂》--电晕概述

电晕概述

电晕[ (electronic) corona]，指带电体表面在气体或液体介质中发生局部放电的现象，常发生在高压导线的周围和带电体的尖端附近，能产生臭氧、氧化氮等物质。在110kV以上的变电所和线路上，时常出现与日晕相似的光层，发出“嗤嗤”“陛哩”的声音。电晕能消耗电能，并干扰无线电波。电晕是极不均匀电场中所特有的电子崩——流注形式的稳定放电。

01

产生原因

电晕的产生是因为不平滑的导体产生极不均匀电场，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、氮的氧化物，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。

高压电机定子线圈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、臭氧、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

02

产生部位

1.线棒出槽口处。绕组出槽口处属典型的套管型结构，槽口电场非常集中，是最易产生电晕的地方。

2.铁芯段通风沟处。通风槽钢处属尖锐边缘，易造成电场局部不均匀。

3.线棒表面与铁芯槽内接触不良处或有气隙处。

4.端部异相线棒间.绕组端部电场分布复杂，特别是线圈与端箍、绑绳、垫块的接触部位和边缘。由于工艺的原因，往往很难完全消除气隙，在这些气隙中也容易产生电晕。

03

产生因素

1.与海拔高度有关。海拔越高，空气越稀薄，则起始晕放电电压越低。

2.与湿度有关。湿度增加，表面电阻率降低，起晕电压下降。

3.端部高阻防晕层与温度有关。如常温下高阻防晕层阻值高，则温度升高其起晕电压也提高。常温下如高阻防晕层阻值偏低，起晕电压随温度升高而下降。

4.槽部电晕与槽壁间隙有关。线棒与铁芯线槽壁间的间隙会使槽部防晕层和铁芯间产生电火花放电。环氧粉云母绝缘最易产生局部放电的危险间隙在是0.2～0.3mm左右。目前我国高压大电机采用的环氧粉云母绝缘的线膨胀系数很小，在正常运行条件下,环氧粉云母绝缘的线棒的膨胀量不能填充线棒和铁芯间的间隙。这是与黑绝缘区别比较大的地方。

5.与线棒所处部位的电位和电场分布有关。越高越易起晕，电场分布越不均匀越易起晕。

04

造成危害

1.由于电晕放电伴随着电离、复合、激励、反激励等过程产生的声光热效应，发出“丝丝”的噪声，对人的生理，心理产生一定的影响。220kV以下问题不严重，500kV及以上影响较大，其次使周围气体温度升高，减少元件热稳定性。

2.在尖端突出处，电子与离子在局部强场作用下高速运动，形成“电风”。当电极固定得刚性不够，会使电晕极震动转动，减少元件动稳定性。

3.气体放电会发生化学反应，主要产生臭氧、二氧化氮、一氧化氮。其中，臭氧对金属及有机绝缘物有强烈氧化作用，二氧化氮、一氧化氮会溶于空气中的水形成硝酸类，具有强腐蚀性。

4.产生高频脉冲电流，其中含有大量的高次谐波，干扰无线电通讯，会产生可观的能量损耗