高电压技术分析报告.ppt

击穿电压：电介质击穿时的最低临界电压。 实际标注的击穿场强是指均匀电场中击穿电压Uj与间隙距离d之比，也叫电气强度，是表征电介质耐受电压作用的能力。 空气在标准状态下的电气强度为30kV/cm; 注意：不能把不均匀场中气隙Ub与间隙距离之比称为气体的电气强度，不均匀电场中的击穿场强通常是平均击穿场强。击穿场强是表征气体间隙绝缘性能的重要参数。 电缆是用固体介质作为绝缘 汤申德理论假设条件： 1.电子每次碰撞失去其全部能量。 2.每次碰撞只产生一对电荷。 2．自持放电的条件 20世纪初，Townsend 根据大量的试验研究结果，提出了适用于均匀电场、低气压、短气隙时气体放电理论。 理论认为，电子的碰撞电离(α过程）和正离子撞击阴极造成的表面电离（γ过程）起主要作用提出气隙放电电流和击穿电压的计算公式。 电子电流增长规律 将式 两边乘以电子电荷qe ，得到电流为： 式中：I0—初始电子引起的初始电流 对非持续作用的电压来说，一个气隙的耐电压性能就不能单一地用“击穿电压”值来表达了，而必须用电压峰值和击穿时间这两者来共同表达才行，这就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性。 END! 雷电冲击电压下均匀电场和稍不均匀电场的击穿特性 击穿电压分散性小， U50% 和Us相差很小； 冲击系数β 均匀电场、稍不均匀电场： β＝1 雷电冲击电压下极不均匀电场的击穿特性 放电时延tlag比较长； 击穿电压分散性大， U50% 和Us相差很大； 极不均匀电场： β＞1 三、伏秒特性 在冲击电压作用下，间隙的击穿电压比静态击穿电压(直流或工频交流持续作用下的击穿电压)高。 整个间隙击穿放电的发展过程不仅需要足够高的作用电压，还需要一定作用时间。 同一个气隙，在峰值较低但延续时间较长的冲击电压作用下可能击穿，而在峰值较高但延续时间较短的冲击电压作用下可能不击穿。 伏秒特性曲线——同一波形、不同幅值的冲击电压作用下，间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系曲线。 概念 由于气隙的击穿存在时延现象，所以其冲击击穿特性最好用电压和时间两个参量来表示，这种在“电压—时间”平面上形成的曲线，通常成为伏秒特性，它表示该气隙的冲击击穿电压与放电时间的关系。 伏秒特性的制定方法（用实验方法求取） 保持冲击电压波形不变，逐渐提高冲击电压的峰值 电压较低，放电时间长，击穿发生在波尾（图中1、2） 电压较高，放电时间短，击穿发生在波头（图中3） 将1、2、3点连接完成伏秒特性曲线 纵坐标：冲击电压幅值 横坐标：放电时间 纵坐标：冲击电压瞬时值 横坐标：放电时间 实际曲线 由于放电时间具有分散性，于是每一级电压下可得一系列放电时间，所以实际上伏秒特性是以上、下包线为界的带状区域。 注意：工程上，常采用将平均放电时间各点相连所得的平均伏秒特性或 50% 伏秒特性曲线来表征一个气隙的冲击击穿电压。 电场均匀程度对曲线的影响 均匀电场 不均匀电场 Ub tb 均匀或稍不均匀电场 形状：曲线较为平坦； 原因：由于击穿时平均场强较高，流注发展较快，放电时延很短。 极不均匀电场 形状：曲线较陡； 原因：由于击穿时平均场强较低，而且流注总是从强场区向弱场区发展，放电速度受到电场分布影响，所以放电时延长。 伏秒特性的用途 主要用于比较不同设备绝缘的冲击特性，即用于绝缘配合。 S1 —被保护设备的伏秒特性曲线 S2 —保护设备的伏秒特性曲线 总结： 为了使被保护设备得到可靠的保护，被保护设备绝缘的伏秒特性曲线的下包线必须始终高于保护设备的伏秒特性曲线的上包线。 问题： S1是___伏秒特性曲线。 S2是___伏秒特性曲线。 A 保护设备；B 被保护设备 这二者无法进行有效的绝缘配合。 电气设备绝缘的伏－秒特性和避雷器的伏－秒特性 （a）正确配合 （b）不正确配合 绝缘的 伏－秒特性 避雷器的 伏－秒特性 极不均匀电场中U50%雷电冲击电压的击穿特性 棒—板 棒—棒 棒—棒 棒—板 棒—板间隙有明显的极性效应； 棒—棒间隙也有不大的极性效应； 棒—棒间隙中不同极位接地会使得棒极附近的电场强度发生变化，从而会显出较弱的极性效应 气隙 电压类型 近似计算公式 (d,cm;Ub,kV) 气隙 电压类型 近似计算公式(d,cm;Ub,kV) 棒—棒 工频交流 Ub=70+5.25d 棒—板 工频交流 Ub=40+5d 正极性雷电冲击 Ub=75+5.6d 正极性雷电冲击 Ub=40+5d 负极性雷电冲击 Ub=