真空浇注电抗器内部气隙放电的演化规律

旺迅科技

真空浇注电抗器内部气隙放电的演化是一个从微观缺陷发展到宏观绝缘失效的渐进过程，其核心规律可分为四个阶段：  
​​阶段一：气隙成因潜伏期​​  
​​制造残留气泡​​：浇注过程中环氧树脂流动裹挟微量空气，或固化时挥发物未完全排出，形成直径0.1-1mm的孤立气泡。  
​​应力开裂萌生​​：长期热循环（ΔT>80℃）导致树脂与铜线膨胀系数差异，在导线棱角处产生微米级裂纹。  
​​局部电场畸变​​：气泡内部场强可达绝缘介质的3-5倍，为放电埋下隐患。  
​​阶段二：局部放电激活期​​  
​​电子雪崩启动​​：气泡内气体分子在强电场下电离，形成初始电子崩（放电重复频率＜10次/秒）。  
​​表面电荷积累​​：放电产生的正离子附着于气泡壁，形成反向电场抑制放电，需更高电压再次击穿——此阶段​​放电量＜5pC​​，传统监测易漏诊。  
​​化学反应腐蚀​​：放电产生的臭氧（O₃）、氮氧化物（NOx）缓慢氧化环氧树脂，气泡边界逐渐碳化。  
​​阶段三：放电通道拓展期​​  
​​树状碳化通道生长​​：  
碳化路径沿电场方向侵蚀，形成宽度0.05-0.2mm的黑色树状分支（每日延伸约0.5mm）。  
相邻气泡被碳化通道连接，放电路径发展为三维网络。  
​​放电能量跃升​​：  
放电量骤增至50-200pC，脉冲频度＞500次/秒，可检测到​​特高频电磁波（300MHz-1.5GHz）​​。  
​​局部过热点​​：通道电阻损耗引发热点（＞180℃），红外热像仪可见直径3-5mm的高温区。  
​​阶段四：绝缘完全击穿期​​  
​​气体电弧击穿​​：碳化通道贯穿两极时，残留空气被电离形成＞5000℃的等离子电弧。  
​​压力爆裂效应​​：  
电弧高温使环氧树脂分解为CO/H₂等气体，内部压力骤增至＞5MPa，引发壳体开裂或树脂喷溅。  
​​故障特征时间轴​​：  
典型10kV电抗器：从气隙产生到爆裂需18-36个月  
加速老化条件（130℃+1.7倍电压）：击穿时间可缩短至3-6个月