气体电介质的绝缘特性(四)

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1、高电压技术高电压工程系戴玲dailing@mail.hust.edu.cn1.6电场形式、电压波形与击穿电压的关系电场形式均匀场稍不均匀场极不均匀场电压波形持续作用电压——直流工频冲击电压——雷电冲击操作冲击21.6.1均匀电场分散性小直流击穿电压＝工频击穿电压＝50%冲击击穿电压均匀电场中空气的击穿电压经验公式d-间隙距离(cm)-空气相对密度3均匀电场，标准大气状态条件，稳态电压作用时，空气间隙的击穿电压峰值Ub与极间距离的关系41.6.2稍不均匀电场分散性小直流击穿电压、工频击穿电压、50%冲击击穿电压三者基本相等击穿电压与电场的均匀度相关。越均匀，击穿电压越高出现电晕，即会

2、发展为击穿极性效应51.6.2稍不均匀电场极性效应：不接地时，无极性效应，但通常会接地，此时有极性效应6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71.6.3极不均匀电场波形影响大，分散性大，极性效应明显极性效应：最高：负棒正板，平均击穿场强约为10kV/cm次高：棒棒，平均击穿场强约为4.8~5.0kV/cm最低：正棒负板，平均击穿场强约为4.5kV/cm（一）

3、直流击穿电压8“棒－棒”和“棒－板”空气气隙的直流击穿特性“棒－棒”和“棒－板”长间隙的直流击穿特性9（二）工频击穿电压在棒-板间隙中，击穿总是在棒为正的半周期内，电压达到幅值附近时发生工频击穿电压稍低于直流电压下的击穿电压（这是由于前半周期留下的空间电荷对棒极前方的电场有所加强的缘故）棒-棒间隙的击穿电压棒-板间隙的要高一些（这是由于棒-棒的电场更均匀一些）击穿电压具有“饱和现象”。10“棒－棒”和“棒－板”长气隙的工频击穿特性1——棒－棒2——棒－板在d<1m内，“棒－棒”和“棒－板”气隙的工频击穿电压几乎相等，当d>2m，击穿电压与气隙距离的关系出现“饱和”趋势11(三)雷电

4、冲击50%击穿电压高于稳态击穿电压（直流击穿电压或工频击穿电压幅值）。分散性较大。其标准偏差可取3%。击穿通常发生在波尾。和间隙距离大致呈线性关系，即无饱和趋势。（因为作用时间短，间隙距离加大后，需要提高先导发展速度才能完成放电，因此击穿电压提高）12(四)操作冲击50%击穿电压击穿通常发生在波头部分。击穿电压与波头时间呈现出U形曲线。（放电时延和空间电荷共同作用的结果）“饱和”效应。（形成先导后,放电易于发展）“邻近效应”（电场分布情况对操作冲击50%击穿电压影响很大。当接地物体靠近放电间隙时，会显著减低正极性击穿电压，稍微提高负极性击穿电压。）131.7大气条件对气隙击穿特性的影

5、响标准大气条件：气压P0=101.3kPa，温度t0=20℃绝对湿度f0=11g/m3。非标准大气条件要换算到标准大气条件反映空气密度14一、空气相对密度的影响气压P增大时，带电粒子的平均自由行程减小，因此在运动中积累的动能就小；击穿电压升高温度T增大时，空气相对密度减小，平均自由行程增大，击穿电压降低。P：气压，kPa；t：温度，度15一、空气相对密度的影响δ＝0.95~1.05范围内变动时，间隙的击穿电压与相对密度成正比，实际试验或运行条件下当δ与1相差较大时，须用空气密度校正系数Kd对击穿电压U进行校正在大气条件下，空气间隙的击穿电压随的增大而升高16二、湿度的影响湿度增加，

6、电离能力下降，对放电过程起到抑制作用——湿度越大，间隙的击穿电压也会越高。k是绝对湿度和电压种类的函数；指数ω的值取决于电极形状、间隙距离、电压种类及其极性湿度矫正系数：非标准湿度情况下的击穿电压的换算公式：17综合气压、温度、湿度的影响18三、对海拔高度的校正随着海拔增高，空气密度减小，λ增大，电离能力增大，间隙的击穿电压降低。我国的国家标准规定：1000m

7、使电极具有最佳外形22（二）利用空间电荷畸变电场细线效应D增大后，局部毛刺点的强烈电离，产生刷状放电细线效应只对稳态电压有作用，对雷电波没有作用23（三）极不均匀电场中采用屏障直流电压作用下尖－板的击穿电压和屏障的关系24（三）极不均匀电场中采用屏障-DC棒电极为正极性时正离子聚集在屏障上，并沿表面均匀分布，削弱了正棒头部的强电场在x/d=0.2时击穿电压的提高最显著，约为2－3倍。棒电极为负极性时总趋势同与正棒下的屏蔽效应。当屏蔽层离开电极一定距离后，吸