電場(chǎng)調(diào)整

介紹

采取一定措施改進(jìn)絕緣中的電場(chǎng)分布，以降低高壓電力設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)中部分區(qū)域過(guò)高的電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)調(diào)整方法有3類(lèi)：改變電極形狀,改善電極間電容分布和其他方法。

改變電極形狀 　屬這類(lèi)調(diào)整電場(chǎng)的方法有 3種。①增大電極曲率半徑：如變壓器套管頂端加裝球形屏蔽罩；改用擴(kuò)徑導(dǎo)線（即采用空心結(jié)構(gòu)，使在截面積相同的情況下，導(dǎo)線半徑增大）。②改善電極邊緣部分：如將平板電極邊緣做成弧形。③使電極具有較佳外形：如采用羅戈夫斯基電極或布魯斯電極。

改善電極間電容分布 　屬這類(lèi)調(diào)整電場(chǎng)的方法有 2種。①加屏蔽環(huán)：在絕緣支柱、分壓器等高壓端加屏蔽環(huán)，增大高壓電極對(duì)支柱或分壓器的電容（形成電容鏈，如圖所示），從而使對(duì)地電容電流得到補(bǔ)償而改善電壓分布。②增設(shè)中間電極：在電極間增設(shè)一定數(shù)量的中間電極，可以調(diào)節(jié)軸向和徑向電場(chǎng)。如電容錐式電纜終端頭或電容式套管（見(jiàn)絕緣套管）就是在兩電極間的絕緣中增設(shè)了一定數(shù)量的中間電極。

其他電場(chǎng)調(diào)整方法 　調(diào)整電場(chǎng)的方法還有 3種。①采用不同電介質(zhì)：高壓電力電纜的分階絕緣結(jié)構(gòu)就是采用介電常數(shù) ε不同的電介質(zhì)來(lái)調(diào)整電場(chǎng)分布。調(diào)整的方法是：在原電場(chǎng)強(qiáng)度E較大的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)采用介電常數(shù)ε較大的電介質(zhì)，而在原弱電場(chǎng)區(qū)采用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)。②利用電阻壓降：利用與電極相連的一半導(dǎo)體層伸入極間電場(chǎng)達(dá)到調(diào)整局部電場(chǎng)的目的。如高壓電機(jī)繞組槽口部分采用半導(dǎo)體層后,槽口部分電場(chǎng)強(qiáng)度E明顯下降。③利用外施電壓強(qiáng)制電場(chǎng)分布均勻：如串級(jí)試驗(yàn)變壓器的絕緣支柱，各中間法蘭分別與各級(jí)變壓器的出線端或器身相連，從而使沿支柱的電場(chǎng)分布趨于均勻。2100433B

電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相同，該區(qū)域電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，也可稱(chēng)作均勻電場(chǎng)。[1]

只要有電荷存在的地方，其周?chē)鸵欢ù嬖陔妶?chǎng)，通過(guò)電磁感應(yīng)就可能對(duì)人體或設(shè)備帶電。因此，帶電作業(yè)必須了解電場(chǎng)基本知識(shí)，加強(qiáng)防護(hù)措施。

根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的均勻程度，電場(chǎng)可以分為均勻電場(chǎng)與不均勻電場(chǎng)。

在均勻電場(chǎng)中，各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，方向都相同，如圖2 (a)所示平板電容器中間 部分的電場(chǎng)即為均勻電場(chǎng)。上述情況以外的電場(chǎng)都是不均勻電場(chǎng)；按不均勻程度的差別，又可分為稍不均勻電場(chǎng)和極不均勻電場(chǎng)。稍不均勻電場(chǎng)如球距不大于球的直徑的球間隙電場(chǎng)，如圖2(b)所示，極不均勻電場(chǎng)如棒一板間隙電場(chǎng)及棒一棒間隙電場(chǎng)，如圖2(c)、（d)所示。棒一棒間隙電場(chǎng)屬于對(duì)稱(chēng)的稍不均勻電場(chǎng)，棒一板間隙電場(chǎng)則屬于不對(duì)稱(chēng)的不均勻電場(chǎng)。前者比后者稍均勻些。

分析絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿時(shí)，不僅要考慮絕緣距離，而且還要考慮電場(chǎng)不均勻程度的影響。對(duì)于同樣距離的間隙，電場(chǎng)愈不均勻，通常擊穿電壓愈低。電氣設(shè)備中的電場(chǎng)大多為不均勻電場(chǎng)，為了提高絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿電壓，必須設(shè)法減小電場(chǎng)的不均勻程度。

電極表面的電場(chǎng)強(qiáng)度與其表面的電荷密度成正比。在電極的尖端或邊緣，如圖2(a)及（e)所示，由于曲率半徑小，表面電荷密度大，電力線密集，電場(chǎng)強(qiáng)度高，容易發(fā)生局部放電。這種現(xiàn)象稱(chēng)為尖端效應(yīng)或邊緣效應(yīng)。電極的邊緣或尖端是造成極不均勻電場(chǎng)的重要原因，所以工程上常需要改善電極形狀，避免電極表面曲率半徑過(guò)小或出現(xiàn)尖角 。

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