冲击伏秒工频措施

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1、高电压技术高电压工程系何正浩hzh@hust.edu.cn第3讲回顾流注理论不均匀电场的放电特点——电晕极不均匀场中的放电过程23第4讲气体电介质的绝缘特性（三）4１——主放电通道２——主放电和先导通道的交界区３——先导通道先导的发展5正棒—负板间隙中先导通道的发展（ａ）先导和其头部的流注ｋｍ；（ｂ）流注头部电子崩的形成；（ｃ）ｋｍ由流注转变为先导和形成流注ｍｎ；（ｄ）流注头部电子崩的形成；（ｅ）沿着先导和空气间隙电场强度的分布1.3.4极不均匀场中的极性效应正棒－负板6电子运动速度快，迅速进入棒极；棒极附近

2、积聚起正空间电荷，削弱了棒极附近的电场强度而加强了正离子群外部空间的电场结果：（1）使电晕起始电压提高。（2）外部空间电场加强，有利于流注的发展，因此击穿电压较低。7负棒—正板8电子崩中的电子离开强电场区后，不再能引起电离，向阳极运动的速度也越来越慢。电子崩中的正离子加强了棒极附近的场强，使棒极附近容易形成流注。结论：（1）电晕起始电压比正极性时要低。（2）正空间电荷产生的附加电场与原电场方向相反，削弱了外部空间的电场，阻碍了流注的发展，因此击穿电压较高。91.4雷电冲击电压作用下气体的击穿一、雷电冲击电压标

3、准波形非周期性指数衰减波10雷电流是冲击波形的，故由雷闪放电引起的高电压也具有冲击波形T1＝1.2s（30%）T2＝50s（20%）二、放电时延击穿条件：足够幅值的电压，一定时间的作用统计时延ts——有效电子（能引起电离过程并最终导致击穿的电子）产生。不均匀电场内，ts小。放电形成时延tf——出现电子崩、形成流注、主放电、间隙击穿。均匀电场内，tf小。放电时延tlag＝ts＋tf11影响tlag的因素：U增大，tlag减小紫外光照射冲击放电所需的全部时间12三、雷电50%冲击击穿电压（U50%）原因—

4、—放电时延的分散性电压升高到一定程度，100％击穿U50%——在多次施加电压时，其中半数导致击穿的电压，工程上以此来反映间隙的耐受冲击电压的特性试验方法：多级法（每级加压6次，曲线），升降法（10次中4－6次击穿）13均匀电场和稍不均匀电场下的击穿电压——击穿电压分散性小，其雷电冲击50％击穿电压和静态击穿电压（即持续作用电压下的击穿电压）相差很小冲击系数＝50%冲击击穿电压/持续作用电压下的击穿电压冲击系数＝1极不均匀电场下的击穿电压——由于放电时延较长，通常冲击系数大于l，击穿电压的分散性也大一些，其标准

5、偏差可取为±3%1415极不均匀场中的极性效应四.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+U16伏秒特性的绘制——实验方法保持间隙距离不变、保持冲击电压波形不变，逐级升高电压使气隙发生击穿，读取击穿电压值U与击穿时间t。17伏秒特性曲线的形状与电场分布有关在均匀电场和稍不均匀电场中，击穿时平均场强较高，放电发展较快，放电时延较短，伏秒特性曲线平

6、坦。在极不均匀电场中，平均击穿场强较低，放电时延较长，放电分散性大，伏秒特性曲线较为陡峭。18伏秒特性的分散性放电时间具有分散性，每级电压下放电时间不同，实际上伏秒特性是以上、下包络线为界的一个带状区域19伏秒特性的用途20Ｓ２对Ｓ1起保护作用在高幅值冲击电压作用下，Ｓ２不起保护作用1.5操作冲击电压作用下气体的击穿一、操作冲击电压标准波形21非周期性指数衰减波推荐操作冲击电压的标准波形为250／2500s衰减振荡电压第一个半波的持续时间在2000一3000s之间，反极性的第二个半波的幅值达到第一个半波幅

7、值80％二、操作冲击50%击穿电压均匀电场和稍不均匀电场间隙的操作冲击50%击穿电压、雷电冲击50%击穿电压和工频击穿电压（峰值）几乎相同，击穿几乎发生在峰值，击穿电压的分散性也较小。极不均匀电场操作冲击电压下的击穿通常发生在波头部分，击穿电压与波头时间有关而与波尾时间无关。22（1）波形的影响在一定的波前时间范围内，U50甚至会比工频击穿电压低——U形曲线对应于极小值的波前时间随着间隙距离加大而增加，对7m以下的间隙，大致在50200s之间放电时延和空间电荷(形成及迁移)这两类不同因素的影响所造成的23

8、放电时延的作用空间电荷对电场的影响（2）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。（3）分散性大对于波前时间在数十到数百μs的操作冲击电压，极不均匀电场间隙50％击穿电压的标准偏差约为5％；波前时间超过1000s以后，可达8％左右（工频及雷电冲击电压下均约为3％）由于空间电荷的形成、扩散和放电时延具有很大的统计性，所以操作冲击电压下间隙的击穿电压和放