高电压技术5讲义.ppt

第三章 气隙的电气强度; §3.1 气隙的击穿时间;§3.2 气隙的伏秒特性; （ 三） 标准雷电冲击电压波 用来模拟电力系统中的雷电过电压波，采用非周期性双指数波。如图 T1——视在波前时间； T2——视在半峰值时间 ；Um——冲击电压峰值 ; （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。IEC标准和我国标准规定为[见下左图]：波前时间Tcr=250μs, 容许偏差±20%；半峰值时间T2=2500μs, 容许偏差±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个半波峰值的80% ;;; 实际上伏秒特性具有统计分散性，是一个以上下包线为界的带状区域。工程上，通常取“50%伏秒特性曲线”来表征一个气隙的冲击击穿特性。;（二）伏秒特性曲线的应用 在保护设备和被保护设备的绝缘配合上具有重要的意 义。是防雷设计中实现保护设备和被保护设备的绝缘配合 的依据 。;三. 气隙击穿电压的概率分布 ; ; 在实际试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U0 之间可以通过相应的校正因数进行如下换算; 空气的密度与压力和温度有关。空气的相对密度; 研究表明：对更长空气间隙来说，击穿电压与大气的关系并不是一种简单的线形关系。而是随电极形状、电压类型和气隙长度而变化的复杂关系。Kd 如下式计算; 大气中的水分子能够俘获自由电子而形成负离子，这对气体的放电过程起着抑制作用，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很大，电子运动速度较快，不易被水分子俘获，因而湿度影响不太明显，可以忽略不计。例如用球隙测量高电压时，只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。; 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Kn ， 即 U = Ka Up (2-9);§3.4 气隙的击穿电压;2.稍不均匀电场 稍不均匀电场的结构形式有多种多样，常遇到的较典型的电场结构形式有；球—球、球—板、圆柱—板、两同轴圆筒、两平行圆柱、两垂直圆柱等。对这些较简单的、有规则的、较典型的电场，有相应的计算击穿电压的经验公式或曲线，而用时，可参阅有关的手册和资料。 3.影响稍不均匀电场间隙击穿电压的因素： 电场结构、大气条件、还有邻近效应等。;二、不均匀电场气隙的击穿电压 不均匀电场的特征：各处场强差别很大，在所加电压小于整个间隙击穿电压时，可能出现局部的持续的放电。由于持续的局部放电的存在，空间电荷的积累对击穿电压的影响很大，导致显著的极性效应。 对很不均匀电场，只要宏观上保持原有的电场布局和气隙最小距离不变，则电极的具体形状、尺寸和结构的改变，对击穿电压的影响不大。 预先对几种典型的电场的气隙，如棒—棒或线—线、棒—板或线—板作出击穿电压和气隙距离的关系曲线，在工程上遇到的各种不均匀电场，其击穿电压可以参照与接近的典型气隙的击穿电压来估计。;(一)直流电压作用下;（二）工频电压作用下: 表示中等距离空气间隙的工频击穿电压曲线;结论: 气隙较大时（S大于2.5m），击穿电压与距离关系出现了明显的饱和趋向，特别是棒—板气隙，其饱和趋向更明显。;（三）雷电冲击电压作用下 实验表明，导线—平板气隙的U50%与棒—板气隙的十分接近（不论正/负极性），在缺乏线—板击穿电压的具体数据的时候，可以用棒—板的击穿数据来估计。(图3-5-4);图3-5-4 气隙的冲击击穿电压与距离的关系;（四）操作冲击电压作用下 1.波形的影响：一般均指“正极性”情况。;2.饱和现象：长气隙在操作电压作用下呈现显著的“饱和现象”。;3.分散性大 ;§3.5 提高气隙