题目气隙的气强度.doc

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1、题目：气隙的电气强度讲授内容提要：1.气隙的击穿时间2.气隙的伏秒特性和击穿电压的概率分布3．大气条件对气隙击穿电压的影响4．均匀电场和稍不均匀电场气隙的击穿电压5．极不均匀电场气隙的击穿电压6．提高气隙击穿电压的方法教学目的：了解基本电压波形，伏秒特性的定义、制作和应用教学重点：理解大气条件对气隙击穿电压的影响教学难点：理解各种电场在不同电压下的击穿电压采用教具和教学手段：多媒体及板书授课时间：2014年9月1日授课地点：新教学楼1108教室注：此页为每次课首页，教学过程后附；以每次（两节）课

2、为单元编写教案。第三章　气隙的电气强度本次课主要内容：1.气隙的击穿时间2.气隙的伏秒特性和击穿电压的概率分布3．大气条件对气隙击穿电压的影响4．均匀电场和稍不均匀电场气隙的击穿电压5．极不均匀电场气隙的击穿电压6．提高气隙击穿电压的方法气隙的击穿时间最低静态击穿电压U0击穿时间tb升压时间t0、统计时延ts、放电发展时间tf、放电时延tl短间隙(1厘米以下)tf<

3、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，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用来模拟雷电过电压波，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（四）标准雷电截波用来模拟雷电过电压引起气隙击穿或外绝缘闪落后出现的截尾冲击波，如图。IEC标准和

4、我国国家标准规定为：T1=1.2μs±30%；Tc=2～5μs。可写成1.2/2～5μs.（五）标准操作冲击电压波用来等效模拟电力系统中操作过电压波，一般也用非周期性双指数波。波前时间Tcr=250μs±20%；半峰值时间T2=2500μs±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[下右图]，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

5、个半波峰值的80%二、伏秒特性气隙的伏秒特性——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。伏秒特性的用途1.间隙伏秒特性的形状决定于电极间电场分布2.伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性具有重要意义大气条件对气隙击穿电压的影响由于大气的压力、温度、湿度等条件会影响空气的密度、电子自由行程长度、碰撞电离及附着过程，影响气隙的击穿电压Ub。一、我国的国家标准所规定的标准大气条件为：压力p0=101.3kpa；温度t0=20℃或T0=29

6、3K；绝对湿度hc=11g/m3二、大气条件对击穿电压影响气隙的击穿电压随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。较均匀电场气隙的击穿电压1.均匀电场特点：起始放电电压就等于气隙的击穿电压，击穿电压与电压极性无关空气的击穿电压(峰值)的经验公式为式中S¾¾间隙距离（cm）d¾¾空气相对密度电

7、气强度（峰值）大致等于30kV/cm2.稍不均匀电场中的击穿电压1)不能形成稳定的电晕放电2)电场不对称时，极性效应不很明显1)直流、工频下的击穿电压(幅值)以及50％冲击击穿电压都相同，击穿电压的分散性也不大2)击穿电压和电场均匀程度关系极大，电场越均匀，同样间隙距离下的击穿电压就越高。球—球间隙，球—板间隙，同轴圆柱间隙不均匀电场气隙的击穿电压影响击穿电压的主要因素是间隙距离选择电场极不均匀的极端情况典型电极来研究棒(尖)—板：电场分布不均匀、不对称棒(尖)—棒(尖)：电场分布不均匀、对称直

8、流、工频及冲击击穿电压间的差别比较明显，分散性较大，且极性效应显著工程上，击穿电压可以参照与接近的典型气隙的击穿电压来估计1.直流电压下的击穿电压棒—板间隙：棒具有正极性时，平均击穿场强约为4.5kV/cm；棒具有负极性时约为l0kV/cm棒—棒间隙的平均击穿场强约为5.4kV/cm2.工频电压下的击穿电压击穿在棒的极性为正、电压达到幅值时发生除了起始部分外，击穿电压和距离近似直线关系棒—棒3.8kV/cm，棒—板低：极性效应“饱和现象”：距离加大，平均击穿场强明显降低，棒—板间隙尤为严重提高气