高电压技术ppt课件.ppt

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1、§3气隙的电气强度第一节气隙的击穿时间第二节气隙的伏秒特性和击穿电压的概率分布第三节大气条件对气隙击穿电压的影响第四节较均匀/不均匀电场气隙的击穿电压第五节提高气隙击穿电压的方法1§3.1气隙的击穿时间静态击穿电压U。——长时间作用在间隙上能使间隙击穿的最低电压。击穿时间tb——从开始加压的瞬时起到气隙完全击穿为止总的时间称为击穿时间。2(1)升压时间t。——电压从零升到静态击穿电压U。所需的时间。(2)统计时延ts——从电压达到U。的瞬时起到气隙中形成第一个有效电子为止的时间。(3)放电发展时间tf——从形成

2、第一个有效电子的瞬时起到气隙完全被击穿为止的时间。(4)t1=ts+tft1——放电时延3§3.2气隙的伏秒特性一.电压波形1.直流电压直流试验电压大都由交流整流而得，其波形必然有一定的脉动，通常所称的电压值是指平均值。直流电压的脉动幅值是最大值与最小值之差的—半。纹波系数为脉动幅值与平均值之比。国家标准规定被试品上直流试验电压的纹波系数应不大于3％。2.工频交流电压工频交流试验电压应近似为正弦波，正负两半波相同，其峰值与有效值之比应在以内。频率一般在45—65Hz范围内。43.雷电冲击电压——为了模拟雷电电压

3、而制定的①标准的雷电冲击全波：非周期的双指数波1.2/50us5参数：视在波前时间视在半峰值时间峰值允许误差6②截波：模拟雷电冲击波被某处放电而截断的波形参数：视在波前时间截断时间截波峰值Uc；截断时间Uj74.操作冲击电压：模拟电力系统中的操作过电压波250/2500us参数：波前时间半峰值时间峰值允差8二、伏秒特性1.概念气隙的伏秒特性——在同一波形，不同幅值的冲击电压作用下，气隙上出现的电压最大值和放电时间的关系，称为该气隙的伏秒特性。伏秒特性曲线——表示该气隙伏秒特性的曲线，称为伏秒特性曲线。50%冲击

4、击穿电压（U50%)——指某气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值。冲击系数β——U50%与静态击穿电压Us之比称为冲击系数β。均匀和稍不均匀电场下冲击击穿电压的分散性很小，冲击系数β≈1。极不均匀电场中由于放电时延较长，冲击系数β均大于1。92.伏秒特性曲线的制作①保持一定的冲击电压波形不变，而逐级升高电压，以电压为纵坐标，时间为横坐标，电压较低时，击穿一般发生在波尾，取该电压的峰值与击穿时刻，得到相应的点；电压较高时，击穿一般发生在波头，取击穿时刻的电压值及该时刻，得到相应的点；把这些相应的点连成一条曲线，

5、就是该气隙在该电压波形下的“伏秒特性曲线”。10②实际上伏秒特性具有统计分散性，是一个以上下包线为界的带状区域。工程上，通常取“50%伏秒特性曲线”来表征一个气隙的冲击击穿特性。113.应用：在保护设备和被保护设备的绝缘配合上具有重要的意义。是防雷设计中实现保护设备和被保护设备的绝缘配合的依据。举例：如果一个电压同时作用在两个并联的气隙S1和S2上，其中一个气隙先被击穿了，则电压被短接截断，另一个气隙就不会再被击穿了。这个原则如用于保护装置和被保护设备，那就是前者保护了后备。设前者的伏秒特性以S2记之，后者的以

6、S1记之，如图3-2-6情况。12三.气隙击穿电压的概率分布不论是在何种电压作用下，气隙的击穿电压都有一定的分散性，即“击穿概率分布特性”。研究表明，气隙击穿的几率分布接近正态分布，通常可以用U50%和变异系数Z来表示。用作绝缘的气隙，人们所关心的不仅是其U50%击穿电压，更重要的是其耐受电压即能确保耐受而不被击穿的电压。100%的耐受电压是很难测的（要做无穷次的实验），工程实际中常用对应于很高耐受几率(例如99％以上)的电压作为耐受电压。13§3.3大气条件对气隙击穿电压的影响一、标准大气条件压强P。=101

7、.3KPa温度湿度二、影响1.气隙的击穿电压随着大气密度或湿度的增加而升高。原因：①大气密度升高而击穿电压升高：随着空气密度的增大，气体中自由电子的平均自由程缩短了，不易造成撞击电离。②湿度的增加而击穿电压升高：水蒸汽是电负性气体，易俘获自由电子形成负离子，使自由电子的数量减少，阻碍了电离的发展。142.国标GB/T16927.1—1997提出了大气校正因数Kt，(1)(2)式中U0为标准大气条件下，外绝缘破坏性放电电压值。Kd为空气密度校正因数。Kh为空气湿度校正因数。(关于Kd和Kh值的求取教材56-57页

8、有详细的说明)15§3.4电场在不同电压下的击穿电压一、较均匀电场气隙的击穿电压1.在均匀电场中，电场是对称的，故击穿电压与电压极性无关，由于间隙各处的场强大致相等，不可能出现持续的局部放电，故起始放电电压就等于气隙的击穿电压。不同电压波形作用下，击穿电压实际上相同，且分散性很小，对于空气，可以用以下的经验公式表示：[KV（peak）]式中——空气的相对密度S——气隙的距离，cm162