2.3大气条件对气隙击穿特性影响及校正

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第三节大气条件对气隙击穿特性的影响及校正对空气密度的校正对湿度的校正对海拔的校正 前面介绍的不同气隙在各种电压下的击穿特性均对应于标准大气条件和正常海拔高度。由于大气的压力、温度、湿度等条件都会影响空气的密度、电子自由行程长度、碰撞电离及附着过程，所以也必然会影响气隙的击穿电压。海拔高度的影响亦与此类似，因为随着海拔高度的增加，空气的压力和密度均下降。 正由于此，在不同大气条件和海拔高度下所得出的击穿电压实测数据都必须换算到某种标准条件下才能互相进行比较。国标规定的大气条件：压力：p0=101.3kPa(760mmHg)；温度：t0=20摄氏度或T0=293K；绝对湿度：hc=11g/m3。 实验条件下的气隙击穿电压U与标准大气条件下的击穿电压之间关系：上式不仅适用于气隙的击穿电压，也适用于外绝缘的沿面闪络电压。 在进行高压试验时，也往往要根据实际试验时的大气条件，将试验标准中规定的标准大气条件下的试验电压值换算得出实际应加的试验电压值。下面分别讨论各个校正因数的取值： 一、对空气密度的校正空气密度与压力和温度有关。由教材第13页式(1-19)可知，空气的相对密度： 在大气条件下，气隙的击穿电压随的增大而提高。实验表明，当处于0.95～1.05的范围内时，气隙的击穿电压几乎与成正比，即此时的空气密度校正因数，因而： 气隙不很长(例如不超过1m)时：上式能足够准确地适用于各种电场型式和各种电压类型下作近似的工程估算。更长的空气间隙：击穿电压与大气条件变化的关系，并不是一种简单的线性关系，而是随电极形状、电压类型和气隙长度而变化的复杂关系。 除了在气隙长度不大、电场也比较均匀或长度虽大、但击穿电压仍随气隙长度呈线性增大(如雷电冲击电压)的情况下，上式仍可适用外，其他情况下的空气密度校正因数应按下式求取：式中指数m，n与电极形状、气隙长度、电压类型及其极性有关，其值在0.4～1.0的范围内变化,具体取值国家标准中有规定。 二、对湿度的校正正如上一章“负离子的形成”一段中所介绍的那样，大气中所含的水气分子能俘获自由电子而形成负离子，这对气体中的放电过程显然起着抑制作用，可见大气的湿度越大，气隙的击穿电压也会增高。 在均匀和稍不均匀电场中，放电开始时，整个气隙的电场强度都较大，电子的运动速度较快，不易被水气分子所俘获，因而湿度的影响就不太明显，可以忽略不计。例如用球隙测量高电压时，只需要按空气相对密度校正其击穿电压就可以了，而不必考虑湿度的影响。 在极不均匀电场中，湿度的影响就很明显了，这时可以用下面的湿度校正因数来加以修正：式中的因数k与绝对湿度和电压类型有关，而指数之值则取决于电极形状、气隙长度、电压类型及其极性。 三、对海拔的校正我国幅员辽阔，有不少电力设施(特别是输电线路)位于高海拔地区。随着海拔高度的增大，空气变得逐渐稀薄，大气压力和相对密度减小，因而空气的电气强度也将降低。海拔高度对气隙的击穿电压和外绝缘的闪络电压的影响可利用一些经验公式求得。 我国国家标准规定：对于安装在海拔高于1000m、但不超过4000m处的电力设施外绝缘，其试验电压U应为平原地区外绝缘的试验电压Up乘以海拔校正因数足Ka即：式中H为安装点的海拔高度，单位是m。 小结在不同大气条件和海拔高度下所得出的击穿电压实测数据都必须换算到某种标准条件下才能互相进行比较。对空气密度、湿度和海拔，分别有不同的校正方法。