Разряд вдоль проводящей и загрязненной поверхности изолятора

В условиях эксплуатации поверхности изоляторов всегда загрязня-

ются. Как правило, сухие загрязнения, имеющие высокое сопротивление и не влияющие на распределение напряжения по поверхности изолятора, не снижают заметно его разрядного напряжения. Увлажнение слоя загрязнения моросящим дождем или росой приводит к уменьшению сопротивления слоя загрязнения, изменению распределения напряжения по поверхности изолятора и в результате – к снижению его разрядного напряжения.

Механизмы перекрытия изолятора под дождем и при загрязненной

и увлажненной поверхности сходны. Рассмотрим развитие разряда в случае, когда поверхность изолятора загрязнена и увлажнена.

Под действием приложенного к изолятору напряжения по увлаж-

ненному слою загрязнения проходит ток утечки, нагревающий его. Так

как загрязнение распределено по поверхности изолятора неравномерно

и плотность тока утечки неодинакова на отдельных участках изолятора

из-за сложной конфигурации его поверхности, то нагревание слоя загрязнения происходит также неравномерно. На тех участках изолятора, где плотность тока наибольшая, происходит интенсивное испарение воды и образуются подсушенные участки с повышенным сопротивлением. Распределение напряжения по поверхности изолятора меняется. Почти все напряжение, воздействующее на изоляцию, оказывается приложенным к подсушенным участкам. В результате этого подсушенные участки перекрываются искровыми каналами, называемыми частичными перемежающими дугами. Сопротивление искрового канала меньше сопротивления подсушенного участка поверхности изолятора, поэтому ток утечки возрастает. Возрастание тока утечки приводит к дальнейшему подсушиванию слоя загрязнения, а следовательно и к увеличению его сопротивления.

Интенсивное подсушивание поверхности изолятора у концов дуг

приводит к их удлинению. Подсушивание всей поверхности ведет к снижению тока утечки, а увеличение длины частичных дуг – к его росту. Если результатом этого будет уменьшение тока утечки, то дуги погаснут, если же ток утечки будет расти, то частичные дуги будут удлиняться и перекроют весь изолятор. Так как параметры частичной дуги и количество дуг, одновременно существующих на поверхности изолятора, случайны, то и перекрытие также является случайным событием, характеризуемым определенной вероятностью. Вероятность перекрытия изолятора повышается с увеличением воздействующего напряжения, т. к. при этом возрастает ток утечки, что благоприятствует удлинению частичных дуг до полного перекрытия изолятора.

Из приведенной картины развития разряда следует, что разрядные

напряжения изоляторов будут тем выше, чем меньше ток утечки:

где IУ – ток утечки по изолятору;

RУ – сопротивление утечки по поверхности изолятора.

Если слой загрязнения имеет толщину ∆ с удельным объемным со-

противлением ρ, то для цилиндрического гладкого изолятора диаметром D

где LУ – длина пути утечки.

Из формул следует, что

Следовательно, разрядное напряжение изолятора будет возрастать

с увеличением длины пути утечки и уменьшением диаметра изолятора:

Так как процессы подсушки поверхности изолятора происходят от-

носительно медленно, то при кратковременных перенапряжениях они не успевают развиться и напряжение перекрытия бывает выше, чем при длительном воздействии напряжения.

Влагоразрядное напряжение изолятора зависит от характеристик слоя загрязнения, его количества и состава, а также от интенсивности и вида увлажнения. Большое разнообразие видов загрязнения, встречающихся в условиях эксплуатации, не позволяет выбрать единственное “стандартное” загрязнение, которое можно было бы наносить на поверхность изоляторов при определении влагоразрядных напряжений.

Наиболее правильно разрядные напряжения в реальных условиях загрязнения и увлажнения могут быть определены из опыта эксплуатации.