【正文】 設(shè)施外絕緣，其試驗電壓 U應(yīng)為平原地區(qū)外絕緣的試驗電壓 乘以海拔校正因數(shù)足 即： 411 . 1 1 0A S SU K U UH ??? ??sU式中 H－安裝地點海拔高度， m。 (170) aK返回 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 提高氣體擊穿電壓的措施 ?電極形狀的改進 ?空間電荷對原電場的畸變作用 ?極不均勻場中屏障的采用 ?提高氣體壓力的作用 ?高真空和高電氣強度氣體 SF6的采用 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 為了縮小電力設(shè)施的尺寸，總希望將氣隙長度或絕緣距離盡可能取得小一些，為此就應(yīng)采取措施來提高氣體介質(zhì)的電氣強度。從實用角度出發(fā)，要提高氣隙的擊穿電壓不外乎采用兩條途徑： ?改善氣隙中的電場分布，使之均勻； ?設(shè)法削弱和抑制氣體介質(zhì)中的電離過程。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 電極形狀的改進 電場分布越均勻，氣隙的平均擊穿場強也就越大。因此，可以通過改進電極形狀的方法來減小氣隙中的最大電場強度 ，以改善電場分布，提高氣隙的擊穿電壓。如： ?增大電極的曲率半徑 ?改善電極邊緣 ?使電極具有最佳外形 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 空間電荷對原電場的畸變作用 極不均勻電場氣隙被擊穿前先出現(xiàn) 電暈放電 。在一定條件下，可以利用放電本身所產(chǎn)生的 空間電荷 來調(diào)整和改善空間的電場分布，以提高氣隙的擊穿電壓。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 極不均勻場中屏障的采用 在極不均勻場的空氣間隙中，放入 薄片固體絕緣材料 (如紙或紙板 )，在一定條件下可以顯著地提高間隙的擊穿電壓。 屏障的作用在于屏障表面上積聚的空間電荷，使屏障與板電極間形成較均勻的電場，從而使整個間隙的擊穿電壓提高。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 工頻電壓 下，在尖 — 板電極中設(shè)置屏障可以顯著提高擊穿電壓，因為工頻電壓下?lián)舸┛偸前l(fā)生在尖電極為正極性的半周內(nèi)。 雷電沖擊電壓 下，屏障也可提高正尖 — 板間隙的擊穿電壓，但是幅度比穩(wěn)態(tài)電壓下要小一些。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 提高氣體壓力的作用 在常壓下空氣的電氣強度比較低，約為 30kV/cm。即使采取上述各種措施來盡可能改善電場，其平均擊穿場強也不可能超越這一極限 。 可見，常壓下空氣的電氣強度要比一般固體和液體介質(zhì)的電氣強度低得多。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 如果把空氣壓縮，使氣壓大大超過 ， 它的電氣強度能得到顯著提高。這主要是因為 提高氣壓可以大大減小電子的自由行程長度 ，從而削弱和抑制了電離過程 。 如能在采用高氣壓的同時，再以某些 高電氣強度氣體 （如 SF6）代替空氣，那就能獲得更好的效果。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 高真空和高電氣強度氣體 SF6的采用 采用高真空 也可以減弱氣隙中的碰撞電離過程，從而顯著提高氣隙的擊穿電壓。 在電力設(shè)備中，實際采用高真空作為絕緣媒質(zhì)的情況還不多，主要因為在各種設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)中大都還要采用各種固體或液體介質(zhì)，它們在真空中都會逐漸釋出氣體，使高真空難以長期保持。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 有一些含鹵族元素的強電負性氣體電氣強度特別高，因而可稱之為 高電氣強度氣體 。采用這些氣體來替換空氣，可以大大提高氣隙的擊穿電壓，甚至在空氣中混入一部分這樣的氣體也能顯著提高其電氣強度。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 但僅僅滿足高電氣強度是不夠的，還必須滿足以下條件： ?液化溫度 要低，這樣才能同時采用高氣壓； ?良好的 化學(xué)穩(wěn)定性 ，出現(xiàn)放電時不易分解、不燃燒或爆炸、不產(chǎn)生有毒物質(zhì)； ?生產(chǎn)不太困難，價格不過于昂貴。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY SF6同時滿足以上條件，而且還具備優(yōu)異的滅弧能力，其他有關(guān)的技術(shù)也相當(dāng)好，因此 SF6及其混合氣體在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 小結(jié) ?外施電壓的 種類 包括 穩(wěn)態(tài)電壓 和 沖擊電壓 。 ?穩(wěn)態(tài)電壓 包括 直流 與 工頻 電壓，其特點為隨時間的變化率很小。 ?沖擊電壓 包括 雷電沖擊電壓 和 操作沖擊電壓 ，其特點為持續(xù)時間極短。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ? 均勻電場 ：無極性效應(yīng)，擊穿時間短，擊穿電壓分散性??； ? 稍不均勻電場 ：擊穿前無電暈，極性效應(yīng)不明顯，工頻擊穿電壓峰值及 50％沖擊擊穿電壓幾乎一致。 ? 極不均勻電場 ：電場不均勻程度對擊穿電壓的影響減弱 (由于電場已經(jīng)極不均勻 )，極間距離對擊穿電壓的影響增大。 ?穩(wěn)態(tài)電壓 作用下的擊穿特點。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ? 50％沖擊擊穿電壓比工頻擊穿電壓的峰值要高一些； ? 均勻電場 和 稍不均勻電場 間隙的放電時延短，擊穿的分散性小，沖擊擊穿通常發(fā)生在波峰附近； ? 極不均勻電場 間隙的放電時延長，沖擊擊穿常發(fā)生在波尾部分。 ?雷電沖擊電壓 作用下的擊穿特點。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ? U形曲線 ? 極性效應(yīng) ? 飽和現(xiàn)象 ? 分散性大 ? 鄰近效應(yīng) ?操作沖擊電壓 作用下的擊穿特點。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ? 電極形狀 的改進 ? 空間電荷 對原電場的畸變作用 ? 極不均勻場中 屏障 的采用 ? 提高 氣體壓力 的作用 ? 高真空 和 高電氣強度 氣體的采用 ?提高氣體擊穿電壓的措施 返回 （本節(jié)完） NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 基本概念 ： 閃 絡(luò) —— 沿著整個固體絕緣表面發(fā)生的放電。 固體絕緣表面的氣體沿面放電 在放電距離相同時，沿面閃絡(luò)電壓低于純氣隙的擊穿電壓。工程中的事故往往由沿面閃絡(luò)造成，因此有必要研究沿面放電特性。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 高壓絕緣子的分類 ： ?按結(jié)構(gòu)分： （１）絕緣子 在機械上起固定，電氣上起隔離作用的固體高壓絕緣部件。如懸式絕緣子、支柱絕緣子、橫擔(dān)絕緣子等。 （２）套筒 用作電器內(nèi)絕緣的容器， 如互感器瓷套、避雷器瓷套及斷路器瓷套等。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY （３）套管 用作導(dǎo)電體穿過接地隔板、電器外殼和墻壁的絕緣件， 如穿越墻壁的穿墻套管、變壓器、電容器的出線套管等。 ?按材料分： （ 1）電工陶瓷 （ 2）鋼化玻璃 （ 3）硅橡膠、乙丙橡膠等有機材料 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ? 界面電場的分布 ? 均勻電場中的沿面放電 ? 極不均勻電場中的沿面放電 ? 絕緣子的污穢放電 ? 提高沿面放電電壓的措施 本節(jié)內(nèi)容 返回 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 界面電場的分布 界面電場的分布有以下三種典型情況： 圖 121 介質(zhì)在電場中的典型布置方式 （ a）均勻電場 （ b）界面上電力線有強垂直分量 （ c）界面上電力線有弱垂直分量 1－電極 2－固體介質(zhì) 圖 介質(zhì)在電場中的典型布置方式（ ）均勻電場 （ ）界面上電力線有強垂直分量 （ ）界面上電力線有弱垂直分量－電極 －固體介質(zhì)NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ?(a)固體介質(zhì)處于均勻電場中，且界面與電力線平行； 圖 121 介質(zhì)在電場中的典型布置方式 （ a）均勻電場 （ b）界面上電力線有強垂直分量 （ c）界面上電力線有弱垂直分量 1－電極 2－固體介質(zhì) NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ?(b)固體介質(zhì)處于極不均勻電場中，且電力線垂直于界面的分量（垂直分量）比平行于表面的分量要大得多； 圖 121 介質(zhì)在電場中的典型布置方式 （ a）均勻電場 （ b）界面上電力線有強垂直分量 （ c）界面上電力線有弱垂直分量 1－電極 2－固體介質(zhì) NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ?(c) 固體介質(zhì)處于極不均勻電場中，但在界面大部分地方，電場強度平行于界面的分量要比垂直分量大。 圖 121 介質(zhì)在電場中的典型布置方式 （ a）均勻電場 （ b）界面上電力線有強垂直分量 （ c）界面上電力線有弱垂直分量 1－電極 2－固體介質(zhì) 返回 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 如圖 1－ 22，取決于材料的 親水性 或 憎水性 沿面閃絡(luò)電壓的影響因素 （一）固體絕緣材料特性 圖 122 均勻電場中不同介質(zhì)的沿面閃絡(luò)電壓 （工頻峰值）的比較 1空氣隙擊穿 2－石蠟 3－瓷 4－與電板接觸不緊密的瓷 （二）介質(zhì)表面的 粗糙度 （三）固體介質(zhì)與電極間的 氣隙大小 均勻電場中的沿面放電 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 其中，前兩種因素的影響在 高氣壓 時表現(xiàn)得更加明顯，如圖 123所示： 圖 123 均勻電場中氣壓對氮氣中沿面閃絡(luò)電壓的影響 1氮氣間隙 2－塑料 3－膠布板 4－瓷 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 圖 1－ 21(a)為均勻電場中引入一固體介質(zhì)，沿面閃絡(luò)電壓低于純空氣間隙的擊穿電壓，主要原因可歸結(jié)如下： 圖 121 介質(zhì)在電場中的典型布置方式 （ a）均勻電場 （ b）界面上電力線有強垂直分量 （ c）界面上電力線有弱垂直分量 1－電極 2－固體介質(zhì) NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ?固體介質(zhì)表面會吸附氣體中的水分形成水膜，電極附近積累起電荷，使介質(zhì)表面電壓分布不均勻，從而降低了閃絡(luò)電壓。 ?介質(zhì)表面電阻不均勻以及表面有傷痕裂紋也會畸變電場的分布，使閃絡(luò)電壓降低。 ?電極和固體介質(zhì)端面間存在氣隙，氣隙處場強大易發(fā)生電離，產(chǎn)生的帶電質(zhì)點會畸變原電場分布，從而使閃絡(luò)電壓降低。 返回 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 極不均勻電場中的沿面放電 圖 121 介質(zhì)在電場中的典型布置方式 （ a）均勻電場 （ b）界面上電力線有強垂直分量 （ c）界面上電力線有弱垂直分量 1－電極 2－固體介質(zhì) NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 具有強垂直分量時的沿面放電 如圖 124所示，以具有強垂直分量的套管為例，說明沿面放電的 發(fā)展過程 及其 特有形式 ： 圖 124 沿套管表面放電的示意圖 （ a）電暈放電 （ b）細線狀輝光放電 （ c）滑閃放電 （ d）套管表面電容等值圖 1導(dǎo)桿 2－接地法蘭 視頻鏈接 閃絡(luò)演示 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ?發(fā)展過程 外施電壓升高 電壓超過某一值 電壓再升高一些 電暈放電 輝光放電 滑閃放電 閃絡(luò) 圖 124 沿套管表面放電的示意圖 （ a）電暈放電 （ b）細線狀輝光放電 （ c）滑閃放電 （ d）套管表面電容等值圖 1導(dǎo)桿 2－接地法蘭 NANCHAN