高电压课件--第4讲-气体电介质的绝缘特性(三).ppt

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1、高电压技术第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2１——主放电通道２——主放电和先导通道的交界区３——先导通道3先导的发展正棒—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41.3.4极不均匀场中的极性效应正棒－负板5正棒－负板电子运动速度快，迅速进入棒极；棒极附近积聚起正空间电荷，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

2、，因此击穿电压较低。6负棒—正板7负棒—正板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。8上次课回顾（1）曲率半径：曲率半径小的电极附近电荷密度高，易于使气体分子的电子脱离原子核，形成电离。电极曲率半径越大，越不易发生电晕放电，但有利于电晕放电的扩大，电晕放电发展得越强烈，空间电荷对电场均匀的作用越大电极间距：邻两相电极表面间的最短距离。电极间距

3、离d和电极曲率半径D之比越大，电场越不均匀。（如何理解？）结合图1-8球球间隙【曲率半径D不变，间距d增大】当间距d很大时，电极形状对击穿电压影响较小，不同球径的电极击穿电压的差别不大，且都接近于尖板电极。不对称电极有极性效应：正极性和负极性放电特性不同（为什么？）均匀电场不易发生电离，但流注一旦形成，流注随即贯穿整个间隙，导致间隙击穿。（比较均匀电场中的电晕电压≈击穿电压）不均匀电场易发生电离，但流注形成后，需进一步增加电压才可能导致间隙击穿。（不均匀电场中的电晕电压﹤击穿电压）9上次课回顾（2）先导：长间隙放电时，流注发展到足够长度后，将有较多的电子沿通道流向电极，流过通道根

4、部的电子最多，流注根部温度最高，出现热电离过程。这个具有热电离过程的通道称为先导。主放电阶段：先导头部的流注发展到板极时，立即又有一个放电过程从板极向棒极反向发展（迎接流注），称为主放电阶段。棒板间隙：棒极出发的先导和板极出现的流注之一相遇时，立即转入放电阶段。棒棒间隙：两棒极都可发展先导，正负先导相遇后，立即转入主放电。极不均匀电场：长间隙有：非自持放电、流注发展、先导放电和主放电四个阶段。短间隙没有先导放电阶段（为什么？）帮助理解（棒板间隙的极性效应）的一些概念和特性正极发展的先导—正先导正极发展正流注负极发展的先导—负先导负极发展负流注负先导开始早，发展快。【棒棒间隙】负流

5、注易形成，不易发展。（正流注不易形成，易发展）【棒板间隙】10预备知识直流电压、工频电压、雷电冲击电压、操作冲击电压幅值高的电压，作用一会就能击穿。幅值低的电压，需要长时间作用才能击穿。一定时间的作用足够幅值的电压足够幅值的电压击穿条件111.4雷电冲击电压作用下气体的击穿一、雷电冲击电压标准波形(一种)非周期性指数衰减波视在波头时间T1，视在波尾时间T2）T1＝1.2s（30%）T2＝50s（20%）12二、放电时延经t1电压升高到静态击穿电压，再经时间tlag，间隙才击穿。统计时延ts——从t1时刻到出现第一个有效电子所需时间。放电形成时延tf——从第一个有效电子出现

6、直至间隙击穿所需时间。放电时延tlag＝ts＋tf冲击放电所需全部时间tb=t1+ts+tf短间隙，电场较均匀，ts＞＞tf，放电时延取决于ts长间隙，电场不均匀，ts短，tf长，放电时延取决于tf13三、雷电50%冲击击穿电压（U50%）冲击电压作用下，保持波形不变。随冲击电压幅值的提高，间隙的击穿概率越来越大；当电压超过某一值后，间隙100%击穿。原因：随外加电压升高，放电时延缩短；由于放电时延的分散性，ts短的间隙易发生击穿，ts长的间隙不易发生击穿。放电时延具有统计特性U50%——在多次施加电压时，其中正好半数能导致击穿的电压，即击穿概率为50%的电压值，反映间隙的耐受冲

7、击电压的特性1450%冲击击穿电压（U50%）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U50%≈静态击穿电压Us（即持续作用电压下的击穿电压），即冲击系数＝1。50%冲击击穿电压（U50%）冲击系数＝静态击穿电压（Us）极不均匀电场下的击穿电压——由于放电时延较长，通常雷电冲击50％击穿电压U50%﹥静态击穿电压，即冲击系数大于l，击穿电压的分散性大一些。15四.伏秒特性雷电冲击电压持续时间短，间隙的击穿电压存在放电时延现象。用50%冲击击