气体介质的电气强度

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1、气体介质的电气强度主要内容空气间隙的放电时间冲击电压波形的标准化伏秒特性和击穿电压的概率分布均匀与稍不均匀电场间隙的击穿特性大气条件对间隙击穿特性的影响提高气体介质电气强度的方法影响空气间隙放电电压的因素主要有：电场情况：均匀、稍不均匀、极不均匀电压形式：直流电压、交流电压、雷电冲击电压、操作冲击电压大气条件：气压、温度、湿度一、空气间隙的放电时间最低静态击穿电压U0击穿时间tb升压时间t0、统计时延ts、放电发展时间tf、放电时延tl短间隙(1厘米以下)tf<

2、度相比，放电发展所需时间可以忽略不计。当气体状态不变时，一定距离的间隙的击穿电压具有确定的数值，当间隙上的电压升高达到击穿电压时，间隙击穿非持续作用电压操作过电压、雷电过电压持续时间极短（以微秒计），放电发展所需时间不能忽略不计，间隙的击穿特性具有新的特点二、冲击电压波形的标准化雷电冲击电压标准波形Tl＝1.2s（30%）T2＝50s（20%）二、冲击电压波形的标准化雷电冲击截波电压标准波形Tl＝1.2s（30%）T2＝2~5s操作冲击电压标准波形推荐波形为250／2500s波前时间允差（30%）半峰值时间允差（60%）二、冲击电压波形的标准化三、伏秒特性和击穿电压的概率分

3、布50%冲击击穿电压击穿电压的分散性求50%冲击击穿电压的方法冲击系数空气间隙的伏秒特性伏秒特性以斜角波电压为例来说明考虑放电时延的必要性在间隙上缓慢地施加直流电压，达到静态击穿电压U0后，间隙中开始发展起击穿过程。但击穿需一定时间=tl，在此时间内电压上升击穿完成时间隙上的电压应为U0+U伏秒特性的制订方法工程上用间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系来表征间隙在冲击电压下的击穿特性伏秒特性用实验方法求取放电时间具有分散性，实际上伏秒特性是以上、下包线为界的一个带状区域伏秒特性的用途间隙伏秒特性的形状决定于电极间电场分布伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性具有重要意义Ｓ２对Ｓ1起

4、保护作用在高幅值冲击电压作用下，Ｓ２不起保护作用四、均匀与稍不均匀电场间隙的击穿特性均匀电场中的击穿电压1.直流、工频击穿电压（峰值）以及50％冲击击穿电压都相同。击穿电压的分散性较小2.均匀电场中空气的击穿电压(峰值)，相应的经验公式为式中d间隙距离，（cm）空气相对密度当d不过于小时（d>1cm），均匀电场中空气的电气强度（峰值）大致等于30kV/cm稍不均匀电场中的击穿电压1.不能形成稳定的电晕放电2.电场不对称时，极性效应不很明显3.直流、工频下的击穿电压(幅值)以及50％冲击击穿电压都相同，击穿电压的分散性也不大4.击穿电压和电场均匀程度关系极大，电场越均匀，同样间隙距离下

5、的击穿电压就越高球—球间隙，球—板间隙，同轴圆柱间隙球—球间隙当d＜D/4，电场相当均匀，直流电压、工频电压及冲击电压作用下，击穿电压都相同当d＞D/4，大地对电场的畸变作用使间隙电场分布不对称，Ub有极性效应电场最强的电极为负极性时的击穿电压略低于正极性时的数值同一间隙距离下，球电极直径越大，由于电场均匀程度增加，击穿电压也越高影响击穿电压的主要因素是间隙距离选择电场极不均匀的极端情况典型电极来研究棒(尖)—板：电场分布不对称棒(尖)—棒(尖)：电场分布对称根据典型电极的击穿电压数据来估计绝缘距离直流、工频及冲击击穿电压间的差别比较明显，分散性较大，且极性效应显著五、极不均匀电场间隙的击穿特

6、性1.直流电压下的击穿电压极性效应：尖—尖电极间的击穿电压介于极性不同的尖—板电极之间棒—板间隙：棒具有正极性时，平均击穿场强约为4.5kV/cm；棒具有负极性时约为l0kV/cm棒—棒间隙的平均击穿场强约为4.8~5.0kV/cm2.工频电压下的击穿电压击穿在棒的极性为正、电压达到幅值时发生除了起始部分外，击穿电压和距离近似直线关系棒—棒间隙的平均击穿场强约为5.36kV/cm(幅值)，棒—板间隙的约为4.8kV/cm(幅值)“饱和现象”：距离加大，平均击穿场强明显降低，棒—板间隙尤为严重d＝1m，5kV/cmd＝l０m，2kV/cm雷电在图所示范围内击穿电压和间隙距离呈直线关系由于放电时延

7、较长，通常冲击系数大于l，击穿电压的分散性也大一些，其标准偏差可取为3%棒—板间隙有明显的极性效应，棒—棒间隙也有不大的极性效应操作极不均匀电场中的操作击穿有许多特点特点极性效应极不均匀电场中同样有极性效应。正极性下50％击穿电压比负极性下低，所以也更危险电场分布的影响“邻近效应”：接地物体靠近放电间隙会显著降低其正极性击穿电压，但能多少提高一些负极性击穿电压电极形状对间隙的击穿电压也有很大影响3