大气环境与电气外绝缘

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1、大气环境与电气外绝缘重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室1、绪论2、地貌、气候与空气污染3、大气参数对电气外绝缘放电的影响4、淋雨状态下的沿面放电5、污秽绝缘的沿面放电6、恶劣大气环境中的沿面放电7、复杂大气环境中电气外绝缘的选择内容提要3、大气参数对电气外绝缘放电的影响3、大气参数对电气外绝缘放电的影响大气参数对电气绝缘放电产生影响的是气压、温度和湿度三个主要参数。气压的高低主要取决于海拔高度;气温的高低不仅与海拔高度有关，而且也与纬度、地表水陆分布、地形、地貌、气流等条件有关,在一定地区范围内，仍随海拔高度增加而降低，且基本呈线性关系；影响绝对湿度的因素十分复杂，与

2、海拔高度、纬度、大气中水分的凝结、蒸发、降水量等都有关，各个地区的绝对湿度与海拔高度大致呈指数规律下降。3、大气参数对电气外绝缘放电的影响考虑到相对空气密度随海拔高度升高而减小，常将气压和气温以相对空气密度来表征，而把绝对湿度仍作为一个单独的参数。同时，从大量的研究结果分析，虽然气温的下降会使放电电压有所提高，但气压和绝对湿度的下降会使放电电压降低，三个大气参数总的效应是使放电电压随海拔高度增加而下降。因此，大多数国家和国际电工委员会(IEC)目前都推荐用相对空气密度和绝对湿度两个参数来表征大气条件对电气外绝缘放电电压的影响。3、大气参数对电气外绝缘放电的影响为了将不同大气条

3、件下的试验结果校正到统一的大气条件下进行比较，IEC和国内外都规定了标准参考大气条件：温度t0=20℃；气压p0=101.3kPa；绝对湿度ha=11g/m3。3、大气参数对电气外绝缘放电的影响3.1相对空气密度与电气外绝缘放电电压的关系我们把试验条件下的密度与标准状态下密度之比称为空气的相对密度，即p为试验时的气压，kPa；p0为标准气压，101.3kPa；t为试验时气温，℃；t0为标准参考大气条件气温，20℃。3、大气参数对电气外绝缘放电的影响若用海拔高度与气温来综合反映相对空气密度的变化，经验公式为:a为空气温度梯度，取0.0065℃/m；T0为标准气温，T0=293℃

4、；H为海拔高度,m。3、大气参数对电气外绝缘放电的影响相对空气密度与放电过程的关系巴申定律指出，当气压低、d很小、温度不变时，均匀电场中气体的击穿电压Ub是气体压力p和电极间距离d的函数，即考虑到温度（以绝对温度T表示）变化时，则有：相对空气密度与气压和温度相关，则巴申定律的普遍形式为3、大气参数对电气外绝缘放电的影响巴申曲线表明，改变极间距离d的同时，也相应改变气压p而使pd的乘积不变，则极间距离不等的气隙击穿电压却彼此相等。3、大气参数对电气外绝缘放电的影响3、大气参数对电气外绝缘放电的影响3、大气参数对电气外绝缘放电的影响不均匀电场中的放电过程与相对空气密度之间的关系比

5、较复杂日本原田等人从高、低海拔试验点完成的相对空气密度对空气间隙和绝缘子串的雷电及操作冲击50%闪络电压影响的研究中提出了相似理论:：当相对空气密度、绝对湿度时的间隙距离为d的50%放电电压U50与相对空气的密度为、绝对湿度时的间隙距离为的50%的闪络电压相等。该理论实际上是考虑了相对空气密度、绝对湿度和比湿之间的关系，认为若比湿和相对空气密度与间隙距离d的乘积都保持不变，则间隙的50%放电电压也将保持不变。3、大气参数对电气外绝缘放电的影响意大利的A.Pigimi等利用0.5m的棒一板短间隙研究了空气密度对冲击电压下空气的间隙放电机理的影响，在此基础上，对长空气间隙放电过程

6、受空气密度的影响进行了分析：在短间隙、大气压力约低于68.65kPa时，由于低气压下扩散干扰妨碍了完整流注外形的建立，呈现扩散和分支型的发光现象；在接近击穿电压时，间隙空间或板极上也开始出现发光现象，并对放电的发展起着重要作用；施加电压的棒极上的扩散或分支状发光流注随电压升高而增长，直到U50之前，是一种电晕稳定过程；在68.65kPa~107.87kPa压力内，流注在无任何明显的先导传播前就到达板极，且流注的延伸是相当有规律的，放电过程主要由流注支配，即：在正极性冲击电压下放电受正流注支配。U50与压力p可维持线性关系U50+≈3.059p；反之，当包含有负流注时，保持的是

7、一个非线性关系U50≈150+4.33p，式中：U50+为正极性冲击放电电压，kV；U50-为负极性冲击放电电压，kV；p为气压，kPa。3、大气参数对电气外绝缘放电的影响对现有长空气间隙放电过程受空气密度影响的试验结果分析表明：当放电主要受正流注支配时，空气密度的影响变小，但有关这方面的研究结果远不如短间隙深入，还需要作大量的研究。问题？3、大气参数对电气外绝缘放电的影响空气密度对放电电压的影响对于均匀电场的空气间隙，直流、工频击穿电压(幅值)以及50%冲击击穿电压实际上大体相同，分散性也较小。气体击