高电压技术 第6讲 气隙的击穿特性.ppt

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1、高电压技术第3章气隙的击穿特性主要内容气隙的击穿时间持续作用电压下空气的击穿电压雷电冲击电压下空气的击穿电压及伏秒特性操作冲击电压下空气的击穿电压提高气体间隙击穿电压的措施影响空气间隙放电电压的因素主要：电场情况：均匀、稍不均匀、极不均匀电压形式：直流电压、交流电压、雷电冲击电压、操作冲击电压大气条件：气压、温度、湿度一、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<

2、压增加，放电发展时间也会减小持续作用电压直流电压、工频电压与电压的变化速度相比，放电发展所需时间可以忽略不计。当气体状态不变时，一定距离的间隙的击穿电压具有确定的数值，当间隙上的电压升高达到击穿电压时，间隙击穿非持续作用电压操作过电压、雷电过电压持续时间极短（以微秒计），放电发展速度不能忽略不计，间隙的击穿特性具有新的特点二、持续作用电压下空气的击穿电压均匀电场中的击穿电压1.直流、工频击穿电压（峰值）都相同。击穿电压的分散性较小2.均匀电场中空气的击穿电压(峰值)，相应的经验公式为式中S间隙距离，（cm）

3、空气相对密度当S不过于小时（S>1cm），均匀电场中空气的电气强度（峰值）大致等于30kV/cm二、持续作用电压下空气的击穿电压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3.直流、工频下的击穿电压(幅值)都相同，击穿电压的分散性也不大4.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，同轴圆柱间隙球—球间隙当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

4、用使间隙电场分布不对称，Ub有极性效应电场最强的电极为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，击穿电压也越高二、持续作用电压下空气的击穿电压电场极不均匀的极端情况典型电极来研究棒(尖)—板：电场分布不对称棒(尖)—棒(尖)：电场分布对称直流、工频间的差别比较明显，分散性较大，且极性效应显著1.直流电压下的击穿电压极性效应：尖—尖电极间的击穿电压介于极性不同的尖—板电极之间棒—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/

5、cm棒—棒间隙的平均击穿场强约为4.8~5.0kV/cm0100200300300600900(kV)(cm)2.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—棒间隙的平均击穿场强约为5.36kV/cm(幅值)，棒—板间隙的约为4.8kV/cm(幅值)“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d＝1m，5kV/cmd＝l０m，2kV/cm三、雷电冲击电压下空气的击穿电压及伏秒特性1.雷电流是冲击波形的，故由雷闪放电引起的高电压也具

6、有冲击波形2.雷电冲击电压标准波形Tl＝1.2s（30%）T2＝50s（20%）3.雷电冲击50％击穿电压在多次施加电压时，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。◆U50%与静态击穿电压的比值称为冲击系数β，β＝1极不均匀电场中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，其标准偏差可取为3%伏秒特性的制订方法工程上用间

7、隙上出现的电压最大值和放电时间的关系来表征间隙在冲击电压下的击穿特性伏秒特性用实验方法求取放电时间具有分散性，实际上伏秒特性是以上、下包线为界的一个带状区域4.伏秒特性小于下包络线所示数值t的概率为0％，其左方完全不击穿；小于上包络线所示数值t的概率为100％，其右方完全击穿；小于t的概率为50％——50%概率放电时间对应50％伏秒特性作法：保持一定的波形而逐渐升高电压，以示波图来求取，电压较低时，击穿发生在峰值过后，取峰值作纵坐标；击穿发生在波峰时，取峰值作纵坐标；击穿发生在尚未到峰值时，取击穿时电压值作纵坐

8、标。0132曲线形状与电场的均匀性有关：均匀场，曲线低且平坦，上翘范围小；不均匀电场，曲线较高且陡012伏秒特性的特点在绝缘配合中的意义：1AB2AB3PAB图1：A－设备，Ｂ－保护间隙图2：保护间隙的伏秒特性曲线B低于设备的曲线A，能保护设备图3：间隙曲线Ｂ较陡，间隙在交叉点P前不能保护设备，在P后能保护设备。曲线Ａ、Ｂ形状可以改变，若曲线Ｂ过低，运行不安全；但若抬高曲线Ａ，将会增加