高電圧システムでは、機器の損傷を防ぎ、電力の安全な伝送を確保するために、電気断熱が重要です。電気絶縁体の性能に大きな影響を与える可能性のある現象の1つは、ストリーマーの放電です。ストリーマーの排出理論を理解することは、の回復力と耐久性を改善するために不可欠です 絶縁体。 高電圧システムのこの記事では、ストリーマー放電の概念、それが他の形態の電気放電とどのように異なるか、およびそれが断熱材材料に与える影響について説明します。
ストリーマ排出とは、高電圧条件が経路に沿ってイオン化を作成する場合、ガスまたは絶縁材料で発生する電気放電の種類を指します。低電圧で発生し、絶縁体の表面近くのイオン化につながるコロナ放電とは異なり、ストリーマー排出には、材料を通して伝播するストリーマーとして知られるイオン化されたフィラメントの急速な形成が含まれます。これらのストリーマーはイオン化ガスのチャネルを形成し、電流が絶縁材料を流れることを可能にし、電気断熱材の故障につながります。
アーク放電やコロナ放電など、ストリーマーの放電と他の種類の放電の主な違いは、プロセスとそれらの発生条件にあります。
コロナ放電は 低電圧で発生し、導体または絶縁体の周りの空気のイオン化を伴いますが、絶縁の完全な分解を引き起こしません。
アーク排出は 、より高い電圧で発生し、ギャップ全体の電流の持続的な流れを伴い、激しい熱を生み出し、しばしば材料に損傷を与えます。
ストリーマーの排出には、急速に成長できるイオン化フィラメントの作成が含まれ、高電圧システムでの断熱材の崩壊につながります。一方、ストリーマーは、電流のチャネルとして機能します。これは、制御されていないと材料に深刻な損傷を与える可能性があります。
強い電界がガスまたは絶縁体に適用され、周囲の空気または材料のイオン化を引き起こすと、ストリーマーの放電が発生します。このイオン化プロセスは、イオンと遊離電子で構成される非常に導電性の物質状態であるプラズマを形成します。電界が強くなると、プラズマがより不安定になり、イオン化された粒子がストリーマーを形成し始めます。
ストリーマーの形成は、一連のステップに従います。
初期イオン化：高電界は電子を加速し、それはガス分子と衝突し、それらをイオン化し、多数の遊離電子とイオンを作成します。
ストリーマの伝播：イオン化が増加すると、電子はより速く移動し、より多くのガス分子をさらにイオン化し、薄くて高度に伝導性のフィラメントまたはストリーマを形成します。これらのストリーマーは、ガスまたは絶縁材料を介して迅速に伝播し、電流の経路を作成できます。
故障：ストリーマーの数が十分に増加すると、連続イオン化されたチャネルを形成し、材料の断熱材が完全に崩壊します。排出経路は導電性になり、電流が自由に流れるようになり、絶縁材料をバイパスします。
ストリーマーはさまざまな方向に伝播でき、多くの場合、複数の放電パスを作成できます。彼らが動くにつれて、彼らは材料のより重要な領域に拡大し、イオン化を強化し、最終的に断熱の完全な故障につながることができます。
ストリーマーの排出は、電気絶縁体の性能に深刻な結果をもたらす可能性があります。絶縁体は、電気の流れに抵抗し、導体の分離を維持するように設計されていますが、ストリーマーの排出はこの機能を損なう可能性があります。
ストリーマーが絶縁体の表面に沿って伝播すると、断熱材の侵食につながる可能性のあるかなりの熱が生成されます。連続イオン化は表面を弱め、保護層を除去し、絶縁体をさらなる放電イベントに対してより脆弱にします。時間が経つにつれて、これは排出チャネルが材料に燃え尽きる絶縁体の追跡経路の形成につながる可能性があります。これらの追跡経路は非常に導電性になり、さらなる放電を促進し、その機能を実行する絶縁体の能力を弱めることができます。
ストリーマーの排出は、絶縁体材料内の熱応力も引き起こします。排出によって発生する強い熱は、絶縁体の亀裂または変形を引き起こす可能性があります。この物理的損傷は、分解プロセスを加速させる可能性があり、絶縁体の将来の故障の影響を受けやすくなります。さらに、ストリーマーに関連するイオン化プロセスは、材料の化学構造を変化させ、時間の経過とともに絶縁体としての有効性を低下させる可能性があります。
ストリーマ排出の最も重要な結果は、絶縁材料の誘電強度の喪失です。ストリーマーが伝播し続けると、彼らは絶縁体を弱め、電気ストレスに抵抗する能力を低下させます。これはフラッシュオーバーにつながる可能性があり、電流が絶縁体をバイパスし、劣化した材料を流れ、短絡または機器の故障を引き起こします。
ストリーマーの排出を防ぐには、高度な材料、革新的な設計、保護コーティングの組み合わせが必要です。ストリーマーの放電のリスクを減らし、高電圧システムでの絶縁体の性能を向上させるために、さまざまな戦略が採用されています。
ストリーマーの排出を防ぐ最も効果的な方法の1つは、絶縁体に高度な複合材料を使用することです。シリコンゴムおよびエポキシベースの材料は、優れた誘電特性とイオン化に対する耐性により、最新の複合絶縁体でよく使用されます。これらの材料は、水分の蓄積を防ぎ、表面が非導電性のままであることを保証することにより、ストリーマーの形成を最小限に抑えるのに役立ちます。疎水性特性を持つ複合材料も水を撃退し、ストリーマーの排出を促進できる導電性水膜の形成を妨げます。
絶縁体の設計は、ストリーマーの排出のリスクを最小限に抑える上で重要な役割を果たすこともできます。輪郭を描いたデザインまたはリブ付きデザインにより、より良い水の流出を可能にし、表面上の汚染物質の蓄積を減らすことができます。これらの設計は、汚れ、水分、その他の不純物の蓄積を防ぐことにより、絶縁材料の有効性を維持し、ストリーマー層の可能性を減らすのに役立ちます。
さらに、グレーディングリングを高電圧絶縁体に組み込むことができ、電界を均等に分布させ、ストリーマーの排出につながる可能性のある激しいイオン化の局所的な領域を防ぐことができます。
保護コーティングの適用は、ストリーマーの放電に対する絶縁体の抵抗をさらに強化することができます。アンチトラッキングコーティングと疎水性表面処理は、追加の保護層を提供し、イオン化された経路の形成を防ぎ、高電圧ストレスに耐える絶縁体の能力を高めます。これらのコーティングは、汚染、湿度、極端な温度などの環境要因から絶縁体を保護するのにも役立ちます。
ストリーマー放電理論を理解することは、高電圧システムでの電気絶縁体の設計と性能を改善するために重要です。ストリーマーの排出は、絶縁体に大きな損傷をもたらし、侵食、亀裂、誘電体の喪失を引き起こす可能性があります。高度な複合材料、革新的な設計、および保護コーティングを組み込むことにより、ストリーマーの放電のリスクを最小限に抑え、電気システムの信頼性と寿命を確保します。
技術が進むにつれて、材料と設計戦略の継続的な研究と革新は、ストリーマーの排出に対する絶縁体の回復力をさらに改善し、より信頼性が高く効率的な高電圧システムにつながります。ストリーマーの排出やその他の電気ストレスに耐えるように設計された高品質の絶縁体を探している人のために、調整されたソリューションについては、今すぐお問い合わせください。
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