高電壓技術(shù)--1氣體的放電特性(編輯修改稿)
2025-06-14 02:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 操作沖擊電壓 ?二、空氣氣隙在穩(wěn)態(tài)電壓下的擊穿 均勻場氣隙在直流、 工頻電壓作用下的擊穿電 壓是相同的。 ddU b ?? ??d=1～ 10cm時，擊穿場強約為 30kV/cm。 31 2. 稍不均勻電場中的擊穿 （ 1）球隙 a. dD/4時，電場均勻，直流、交流和沖擊電壓擊穿電壓相同； b. dD/4時，電場不均勻程度增大，擊穿場強下降，出現(xiàn)極性效應； c. 球隙測壓器的工作范圍 d≤D/2；否則因放電分散性增大，不能保證測量的精度。 32 放電球隙測壓器，是一對直徑相同的球型電極，當其與高壓試驗變壓器、控制臺、調(diào)壓器等組成成套測試設(shè)備后，可在工頻高壓試驗時用于高壓測量及保護被試品之用。 33 （ 2）同軸圓柱 高壓標準電容器、單芯電纜、 GIS分相母線 ?r/R，極不均勻電場，擊穿前先出現(xiàn)電暈，且 Uc的值很低，因此電氣設(shè)備均不設(shè)計在這一 r/R范圍內(nèi)。 ?r/R ，稍不均勻電場，擊穿前不出現(xiàn)電暈，且由圖可見，當 r/R ≈值（電氣設(shè)備在絕緣設(shè)計時盡量將 r/R選取 ~）。 為什么有極大值？ Uc：電暈起始電壓 Ub：擊穿電壓 R：外徑 r：內(nèi)徑 34 3. 極不均勻電場中的擊穿 “導線 —導線” ——可用“棒 —棒”氣隙擊穿特性估算 “導線 —大地” ——可用“棒 —板”氣隙擊穿特性估算 不僅電極的對稱程度影響氣隙的擊穿特性，而且極間距離大小對擊穿電壓也有很大影響。 “棒 棒 ”和 “棒 板 ”空氣間隙的直流擊穿特性 （ 1）短氣隙直流擊穿特性 ?直流電壓下，棒 — 板電極具有明顯的極性效應，棒 — 棒電極極性效應較弱。 ?棒 — 棒電極的擊穿電壓介于極性不同的棒 — 板電極之間。 35 “棒 棒 ”和 “棒 板 ”長空氣間隙的直流擊穿特性 （ 2）長氣隙直流擊穿特性 特性與短氣隙直流擊穿特性相同。 可用于估算超高壓直流輸電過程中對稱布置和不對稱布置所需的絕緣距離。 ?正極性棒 — 板電極： ?負極性棒 — 板電極： 10kV/cm ?棒 — 棒電極： （ 3）工頻交流擊穿特性 大家推算一下，對于棒 — 板電極和棒 — 棒電極， 在工頻電壓下有什么特性？ 36 （ 4）長空氣間隙工頻擊穿電壓 ?在距離小于 1m的范圍內(nèi)，兩種電極的工頻擊穿電壓幾乎相等。 ?當距離超過 2m，擊穿電壓和氣隙間隙距離的關(guān)系出現(xiàn)飽和趨勢。 ?設(shè)計電氣設(shè)備時，應盡量避免棒 — 板電極的出現(xiàn)。 37 二、空氣間隙在沖擊電壓下的擊穿 （ 1）雷電沖擊電壓標準波形 T1：波前時間 T2：半峰值時間 50us 標準波形： 177。 （ 2）沖擊放電的時延 U0：靜態(tài)擊穿電壓 ts：統(tǒng)計時延 tf：形成時延 沖擊放電總時間為： tb=t1+ts+tf 38 （ 3）雷電 50%沖擊擊穿電壓（ U50%） 在多次施加同一電壓時，其中半數(shù)導致氣隙擊穿，以此反映 氣隙的耐受沖擊電壓的特性 。 絕緣沖擊系數(shù)： β= U50%/U0 ?均勻和稍不均勻電場中： U50%≈U0， β≈1 ?極不均勻電場中： U50%＞ U0， β1 長空氣間隙的雷電擊穿特性 1：正極性“棒 —板” 2：正極性“棒 —棒” 3：負極性“棒 —棒” 4：負極性“棒 —板” 39 （ 4）伏秒特性 ?定義 ：在同一沖擊電壓波形作用下，間隙上出現(xiàn)的擊穿電壓值和放電時延之間的關(guān)系曲線，為伏秒特性曲線。 一般用來表征氣隙在沖擊電壓下的擊穿特性。 ?求取伏秒特性曲線的試驗方法 ?伏秒特性曲線的分散性 40 ?伏秒特性的作用 ：秒特性曲線主要用于保護裝置和被保護設(shè)備之間的絕緣配合。 ?保護間隙的伏秒特性曲線應在被保護設(shè)備的伏秒特性曲線的下方； ?平坦的伏秒特性曲線有利于較好的實現(xiàn)絕緣配合。 41 ?非周期雙指數(shù)沖擊波 波前時間： Tcr=250us 半峰值時間： T2=2500us 記做 177。 250/2500us ?衰減震蕩波 第一個半波的持續(xù)時間為 2021～ 3000us，第二個半波為反極性，峰值約占第一個半波峰值的 4/5。 42 （ 1）均勻電場和稍不均勻電場 氣隙的 50%沖擊擊穿電壓與工頻擊穿電壓幾乎相同，擊穿幾乎發(fā)生在峰值。 （ 2）極不均勻電場 ?操作沖擊電壓下，極不均勻場長氣隙 TcrU50%擊穿特性呈 U形曲線； ?氣隙的操作沖擊擊穿電壓不僅遠低于雷電沖擊擊穿電壓，甚至在某些波前時間比工頻擊穿電壓還低； ?極不均勻電場長氣隙的操作沖擊擊穿特性具有“飽
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