气隙的电气强度

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1、第三章气隙的电气强度研究意义工程实践中，常常会遇到必须对气体介质的电气强度做出定量估计的情况，例如：1、架空输电线路及变电所的各种空气间距；2、电力设备外绝缘；3、气体绝缘组合电器的内绝缘结构。§3.1气隙的击穿时间一、完成气隙击穿的三个必备条件：足够大的电场强度或足够高的电压；在气隙中存在能引起电子崩并导致流柱和主放电的有效电子；需要有一定的时间，让放电得以逐步发展并完成击穿。二、静态击穿电压：长时间作用在气隙上能使其击穿的最低电压。***击穿完成所用时间都以微秒记，在直流和工频等持续电压下，

2、时间不成问题。但冲击电压的有效作用时间也以微秒记，所以放电时间就成了重要因素了。三、击穿时间：即放电的总时间tb，由三部分组成：tb=tl+ts+tf其中，tl—升压时间；ts——统计时延，指从tl到气隙中出现第一个有效电子所用时间；tf——放电形成时延，从出现有效电子到最终击穿所用时间。令t2=ts+tf，称为放电时延。tst1tft2tbUut气隙的电气强度取决于以下几点：电场形式均匀或稍不均匀电场极不均匀电场电压类型大气条件§3.2电压类型一.电压波形（一）直流电压直流试验电压大都由交流整

3、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％。（二）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。（三）标准雷电冲击电压波模拟电力系统中的雷电过电压波，采用非周期性双指数波。T1——视在波前时间；T2——视在半峰值时间；Um——冲击电压峰值。国际电工委员会(IEC)和我国国家标

4、准规定为：T1=1.2μs，容许偏差±30%；T2=50μs，容许偏差±20%通常写成1.2/50μs，并可在前面加上正、负号表示极性。0.30.50.9100’T1T2u/Umt（四）标准雷电截波模拟雷电过电压引起气隙击穿或外绝缘闪络后出现的截尾冲击波。IEC标准和我国国家标准规定为：视在波前时间T1=1.2μs，容许偏差±30%；截断时间Tc=2～5μs，可写成1.2/2～5μs.0.900.31u/Um0’T1Tct（五）标准操作冲击电压波等效模拟电力系统中操作过电压波，一般也用非周期性双

5、指数波。IEC标准和我国标准规定为：波前时间Tcr=250μs,容许偏差±20%；半峰值时间T2=2500μs,容许偏差±60%。可写成250/2500μs冲击波。当在试验中上述波形不能满足要求时，推荐采用100/2500μs和500/2500μs冲击波。此外还建议采用一种衰减震荡波，第一个半波的持续时间在2000～3000μs之间，极性相反的第二个半波的峰值约为第一个半波峰值的80%。0.510u/UmTcrT2tu0UmTcrtTcr=1000～1500us我国的国家标准所规定的标准大气条件

6、为：压力p0=101.3kpa（760mmHG）；温度t0=20℃或T0=293K；绝对湿度hc=11g/m3。在实际试验条件下的气隙击穿电压U与标准大气条件下的击穿电压U0之间可以通过相应的校正因数进行如下换算：式中Kd——空气密度校正因数；Kh——湿度校正因数。§3.3大气条件对气隙击穿电压的影响一、对空气密度的校正空气的密度与压力和温度有关。空气的相对密度式中p——气压，kPa；T——温度，K。在大气条件下，气隙的击穿电压随δ的增大而提高。当δ处于0.95～1.05的范围内时，气隙的击穿电

7、压几乎与δ成正比，即此时的空气密度校正因数Kd≈δ，因而U≈δU0气隙不长（例如不超过1m）时，上式能足够精确的使用于各种电场形式和各种电压类型下近似的工程估算。研究表明：对更长空气间隙来说，击穿电压与大气的关系并不是一种简单的线形关系。而是随电极形状、电压类型和气隙长度而变化的复杂关系。Kd如下式计算式中指数m，n与电极形状、气隙长度、电压类型及极性有关，值在0.4～1.0的范围内变化，具体取值可参考有关国家标准的规定。二、对湿度的校正在均匀和稍不均匀电场中，放电开始时，整个气隙的电场强度都很

8、大，电子运动速度较快，不易被水分子俘获，因而湿度影响不太明显，可以忽略不计。例如用球隙测量高电压时，只要按空气相对密度校正其击穿电压就可以了，而不必考虑湿度的影响。在极不均匀电场中，湿度影响就很明显了，可用下面的湿度校正因数来校正。Kh=kω式中因数k与绝对温度和电压类型有关，而指数ω之值取决于电极形状、气隙长度、电压类型及其极性。具体值亦可参考有关国家标准。三、对海拔的校正我国国家标准规定：对于安装在海拔高于1000m、但不超过4000m处的电力设施外绝缘，其试验电压U应为平原地区外绝缘的试验