操作冲击电压下长间隙放电特性的试验的研究.pdfVIP

操作冲击电压下长间隙放电特性的试验研究 翼舟牮李致最像I张小勇李岩孙晓滨 西安高压电叠研究所西安710077 糠I奉炼篇进长空气一一(长阊■)放电理电的同时-针对捧一簟·棒棒问■履蟪聋子柱t在正极性特种泼、撮怍蕞电压屈 其与工囊的联合加压下的垃电特性进行了试验研究．碍tilt一些有效畸救摆和结i￡，这对长阿裱放电的理论研究厦T捍宵 用●^有宴用价值． 差t诅：长目R放电特性量作冲击 一、前言 近年来，随着我国超高压、特高压输变电系统的发展、岛层建筑和空中飞行器雷击事故 的增多、各种高电压物理装置的研崩，长空气间隙的放电问题越来越受到人们的羲视．迫切 希望眨预测长空气闻隙的放电电压值，研究长问隙的物理过程，来提高间隙的绝缘强度。 从理论上讲，长间隙放电的物理过程可分为三个阶段．一是初始电晕，二是先导发展， 三是最后跳跃…。当高电压旌加于问骧的两端时，闻隙的正极开始出现电晕(俗称线状顶放 电。本质上属流注放电)．然后形成先导，先导前砸有流注，继而再出现．：：次先导，先导差 不多以恒定速度前进：壤后先导长到一定程度．流注接触刭对面的电极，剑达“最后跳跃“ (也叫末跃)，闻骧迅速击穿。当然流注理论还可以借助近代研究长火花与闪电现象的方法 和测试技术，从放电的物理过程出发，更详细的说明长间隙放电机理． 但是这些理论目前还比较租鞑．实际上只限于放电过程的定性描述。：[程上设计、改进 绝缘结构常直接依靠实验方法或利用各种典型电极的试验数据。我们在长期的长问隙放电试 验中，得到了大量的试验数据和结论，并与以前的放电数据和理论进行丁比较归纳，希望能 得蓟一些新的结论。从而更进一步研讨长问隙的放电特性。 二、试验理论分析 在长问骧中电场作用于空气而造成的电离现象改变了空气的绝缘性篦，影响电场和气体 组分的外来因素可以改变其耐电强度．通常外来因素可咀分为三个方面：一是决定电场努问 分布的电板结构的几何因素，包括间隙长度d、电极形状及周围的接地体或带电体；二是决 定电场瞬时变化的电气参数，比如蘑加于长闻隙的不同电压类型或者同一电压类型下的不同 电压波形等等：兰是决定气体状态的气象因素，包括空气的清洁度、湿度与空气密度。隅此 外，长闻隙放电发展需要一定时间，所以对放电某一具体阶段的分析要参考其前匿阶段的电 高状态，黔要考虑空气击穿的统计性。通常情况下，空气的击穿概率服从高斯分布： ， 厂 、2 烈∽=百L[眈“_{≮丝l№ ■z五口q‘一 ＼|、／2aoj 式中：U。为长问隙的50％放电电压，d。为标准偏差。还有大量试验数据统计得出，长问隙的 5％放电电压与其耐受电压uo之闻的关系约为：u矿1．1U。。 虽然不同几何参数的电板结构布置在不同波形的屯压作用下，空气闻骧的击穿电鹾不 同．但是，长闻骧放电研究领域主要为高压、超高压输变电系统，电压等级常达到几百千伏 50 以t，由于电力系统中存在电感或电容，所以在操作过程或发生事故时会引起振荡而产生更 高的操作过电压，而在操作过电压下间隙较大后有比交流更低的击穿电压．此时电力系统及 其电气设备的绝缘强度将主要由操作过电压来确定。因此，操作过电压常被作为研究对象。 为了有利于试验结果的对比，本试验一般选用正极性操作波电压．因为它是摄常被选用的电 压并具有最典型的放电现象．而且正极性操作波加在棒一板间隙上得出的击穿电压值在国际 上各大试验中有良好的莺复性_]。 因此．本试验针对性地对正操作波下棒一板、棒一棒问隙的击穿及绝缘支柱的闪络进行 250／2500u 了大量的试验工作，选取r S、500／2500Ⅱs两种操作波和0．5／250ps的特种波． 并采用了标准操作波与反向工频电压的联合加压试验方法进行长问隙放电试验，试验所得到 IEC60-lt 的电压数据都用按GBl6927．1-1997Ceqv 1989)规定而计算的大气校正因数换算 到标准参考大气条件下，以便于数据问的比较。 三、试品布置及试验方法 对于典型的长空