高電壓-氣體間隙的擊穿強(qiáng)度-展示頁
2025-05-09 18:19本頁面
【正文】 就變成一個(gè)重要因素。 20％ 對于不同極性： + 操作沖擊波 的波形： T1=250μs177。 小 結(jié)： 高電壓工程基礎(chǔ) 雷電沖擊電壓下的擊穿 沖擊電壓的標(biāo)準(zhǔn)波形 標(biāo)準(zhǔn)雷電波 的波形： T1=177。 稍不均勻電場的擊穿特點(diǎn) 擊穿前無穩(wěn)定電暈、極性效應(yīng)不明顯、各種電壓作用下的擊穿電壓幾乎一致。 在電氣設(shè)備上，應(yīng)盡量采用棒 棒類對稱型的電極結(jié)構(gòu)，而避免棒 板類不對稱的電極結(jié)構(gòu)。 極不均勻電場的擊穿電壓的特點(diǎn)： 高電壓工程基礎(chǔ) （ 1）直流電壓作用的擊穿電壓 棒 — 板、棒 — 棒間隙的直流擊穿電壓與間隙距離的關(guān)系曲線 正棒 — 負(fù)板間隙的擊穿電壓最低，負(fù)棒 — 正板間隙的擊穿電壓最高，棒 — 棒間隙的擊穿電壓介于兩者之間?？梢赃x擇電場極不均勻的極端情況，棒 — 板和棒 — 棒作為典型電極結(jié)構(gòu)，它們的擊穿電壓具有代表性。 ? 因間隙距離長，放電發(fā)展所需時(shí)間長，故外加電壓的波形對擊穿電壓的影響大，擊穿電壓的分散性大。 稍不均勻電場中的擊穿 高電壓工程基礎(chǔ) 極不均勻電場中的擊穿 ? 由于存在局部強(qiáng)場區(qū)，故間隙擊穿前有穩(wěn)定的電暈放電，間隙的起始放電電壓小于擊穿電壓。 （ 2） r/R ，稍不均勻電場，擊穿前不出現(xiàn)電暈，且由圖可見，當(dāng) r/R ≈（上述電氣設(shè)備在絕緣設(shè)計(jì)時(shí)盡量將 r/R選取 ~）。 高電壓工程基礎(chǔ) （ 1）球間隙 （ eg：高壓實(shí)驗(yàn)室中的測量球隙） a. dD/4時(shí)，電場均勻，直流、交流和沖擊電壓擊穿電壓相同； b. dD/4時(shí)，電場不均勻程度增大，擊穿場強(qiáng)下降，出現(xiàn)極性效應(yīng)； 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。通常是對一些典型的電極結(jié)構(gòu)做出一批實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)際的電極結(jié)構(gòu)只能從典型電極中選取類似的進(jìn)行結(jié)構(gòu)估算。直流擊穿電壓、工頻擊穿電壓峰值及 50%沖擊擊穿電壓幾乎一致，且分散性不大。 ? 擊穿前有電暈發(fā)生，但不穩(wěn)定，一出現(xiàn)電暈，立即導(dǎo)致整個(gè)間隙擊穿。所以對稍不均勻的電場，任何一處自持放電的條件，就是整個(gè)間隙擊穿的條件。 均勻電場中空氣的擊穿場強(qiáng)（峰值）為 30kV/cm。 ? 不論何種電壓（直流、交流、正負(fù) 50%沖擊電壓）作用，其擊穿電壓（峰值）都相同，且分散性很小。 波形接近于正弦波，正、負(fù)兩半波相同，峰值與有效值之比為 ，偏差不超過 2 %5?高電壓工程基礎(chǔ) 均勻電場中的擊穿 ? 因電極布臵對稱，所以擊穿電壓無極性效應(yīng)。 高電壓工程基礎(chǔ) 直流電壓： 交流電壓： 直流中所含的脈動分量的脈動系數(shù)不大于 3%。高電壓工程基礎(chǔ) 第三章 氣體間隙的擊穿強(qiáng)度 任課教師：趙 彤 山東大學(xué)電氣工程學(xué)院 ? 電場情況 均勻電場、稍不均勻電場、極不均勻電場 影響氣體間隙擊穿電壓的主要因素： 高電壓工程基礎(chǔ) ? 電壓形式 穩(wěn)態(tài)電壓（直流電壓與交流電壓）、雷電沖擊電壓、操作沖擊電壓 ? 大氣條件 氣壓、溫度、濕度 一、穩(wěn)態(tài)電壓下的擊穿 二、雷電沖擊電壓下的擊穿 三、操作沖擊電壓下的擊穿 四、大氣密度和濕度對擊穿的影響 五、提高氣體間隙擊穿電壓的措施 高電壓工程基礎(chǔ) 第三章 氣體間隙的擊穿強(qiáng)度 高電壓工程基礎(chǔ) 穩(wěn)態(tài)電壓（持續(xù)電壓）指直流電壓或工頻交流電壓。 穩(wěn)態(tài)電壓下的擊穿 特點(diǎn)： 電壓變化的速度和間隙中放電發(fā)展的速度相比極小，故放電發(fā)展所需的時(shí)間可以忽略不計(jì)，只要作用于間隙的電壓達(dá)到擊穿電壓，間隙就會發(fā)生擊穿。 （脈動系數(shù)是指脈動幅值與直流電壓的平均值之比） 直流電壓的大小指直流電壓的平均值。 ? 因擊穿前間隙各處場強(qiáng)相等，擊穿前無電暈發(fā)生，起始放電電壓等于擊穿電壓。 高電壓工程基礎(chǔ) 均勻電場中的擊穿 均勻電場中空氣間隙的擊穿電壓（峰值）可根據(jù)下面經(jīng)驗(yàn)公式求得： 式中 d — 間隙距離， cm； δ — 空氣相對密度。 2 4 . 2 2 6 . 0 8 ( )bU d d k V??＝＋0 . 01 0 . 1 1 10 d / cm110100400Ub/kV高電壓工程基礎(chǔ) 稍不均勻電場中的擊穿 稍不均勻電場中各處的場強(qiáng)差異不大，間隙中任何一處若出現(xiàn)自持放電，必將立即導(dǎo)致整個(gè)間隙的擊穿。 ? 電場不對稱時(shí)，擊穿電壓有極性效應(yīng)，但不顯著。 ? 間隙距離一般不是很大，放電發(fā)展所需時(shí)間短。 高電壓工程基礎(chǔ) 稍不均勻電場中的擊穿 稍不均勻電場的擊穿電壓與電場均勻度關(guān)系極大，沒有能夠概括各種電極結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一的經(jīng)驗(yàn)公式。 電場越均勻，同樣間隙距離下的擊穿電壓越高，其極限就是均勻電場中的擊穿電壓。 稍不均勻電場中的擊穿 高電壓工程基礎(chǔ) （ 2）同軸圓柱電極 （ eg：高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器、單芯電纜、 GIS分相母線） （ 1） r/R，極不均勻電場，擊穿前先出現(xiàn)電暈，且 Uc的值很低，因此上述電氣設(shè)備均不設(shè)計(jì)在這一 r/R范圍內(nèi)。 bmdUEf＝稍不均勻電場中的擊穿 高電壓工程基礎(chǔ) （ 3）其他形狀的電極布臵 bmdUEf＝球狀電極的電場不均勻系數(shù)大于相同半徑的圓柱電極； 間隙距離增大時(shí)，電場不均勻系數(shù)也增大。 ? 對電極形狀不對稱的極不均勻電場，有明顯的極性效應(yīng)。 高電壓工程基礎(chǔ) 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），間隙距離對擊穿電壓的影響增大。 在工程遇到很多極不均勻電場時(shí)，可以根據(jù)這些典型電極的擊穿電壓數(shù)據(jù)做簡單的估算。 高電壓工程基礎(chǔ) （ 2）工頻交流電壓作用的擊穿電壓 由于棒 — 板間隙的擊穿總是發(fā)生在棒級為正時(shí)的半個(gè)周期且電壓達(dá)幅值時(shí)，故其擊穿電壓（峰值）和直流下正棒 — 負(fù)板時(shí)的擊穿電壓相近。 棒－棒和棒－板空氣間隙的工頻
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