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(chǎng)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(shí)，擊穿場(chǎng)強(qiáng)約為 30kV/cm。 31 2. 稍不均勻電場(chǎng)中的擊穿 （ 1）球隙 a. dD/4時(shí)，電場(chǎng)均勻，直流、交流和沖擊電壓擊穿電壓相同； b. dD/4時(shí)，電場(chǎng)不均勻程度增大，擊穿場(chǎng)強(qiáng)下降，出現(xiàn)極性效應(yīng)； c. 球隙測(cè)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(cè)量的精度。 32 放電球隙測(cè)壓器，是一對(duì)直徑相同的球型電極，當(dāng)其與高壓試驗(yàn)變壓器、控制臺(tái)、調(diào)壓器等組成成套測(cè)試設(shè)備后，可在工頻高壓試驗(yàn)時(shí)用于高壓測(cè)量及保護(hù)被試品之用。 33 （ 2）同軸圓柱 高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器、單芯電纜、 GIS分相母線 ?r/R，極不均勻電場(chǎng)，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(jì)在這一 r/R范圍內(nèi)。 ?r/R ，稍不均勻電場(chǎng)，擊穿前不出現(xiàn)電暈，且由圖可見，當(dāng) r/R ≈值（電氣設(shè)備在絕緣設(shè)計(jì)時(shí)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(chǎng)中的擊穿 “導(dǎo)線 —導(dǎo)線” ——可用“棒 —棒”氣隙擊穿特性估算 “導(dǎo)線 —大地” ——可用“棒 —板”氣隙擊穿特性估算 不僅電極的對(duì)稱程度影響氣隙的擊穿特性，而且極間距離大小對(duì)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(yīng)，棒 — 棒電極極性效應(yīng)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(duì)稱布置和不對(duì)稱布置所需的絕緣距離。 ?正極性棒 — 板電極： ?負(fù)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(duì)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(dāng)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(shì)。 ?設(shè)計(jì)電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)波形 T1：波前時(shí)間 T2：半峰值時(shí)間 50us 標(biāo)準(zhǔn)波形： 177。 （ 2）沖擊放電的時(shí)延 U0：靜態(tài)擊穿電壓 ts：統(tǒng)計(jì)時(shí)延 tf：形成時(shí)延 沖擊放電總時(shí)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(shí)，其中半數(shù)導(dǎo)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(chǎng)中： U50%≈U0， β≈1 ?極不均勻電場(chǎng)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(fù)極性“棒 —棒” 4：負(fù)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(shí)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(yàn)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(hù)裝置和被保護(hù)設(shè)備之間的絕緣配合。 ?保護(hù)間隙的伏秒特性曲線應(yīng)在被保護(hù)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(shí)現(xiàn)絕緣配合。 41 ?非周期雙指數(shù)沖擊波 波前時(shí)間： Tcr=250us 半峰值時(shí)間： T2=2500us 記做 177。 250/2500us ?衰減震蕩波 第一個(gè)半波的持續(xù)時(shí)間為 2021～ 3000us，第二個(gè)半波為反極性，峰值約占第一個(gè)半波峰值的 4/5。 42 （ 1）均勻電場(chǎng)和稍不均勻電場(chǎng) 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(chǎng) ?操作沖擊電壓下，極不均勻場(chǎng)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(yuǎn)低于雷電沖擊擊穿電壓，甚至在某些波前時(shí)間比工頻擊穿電壓還低； ?極不均勻電場(chǎng)長氣隙的操作沖擊擊穿特性具有“飽
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