氣體的絕緣特性-沖擊電壓下空氣的擊穿電壓(高電壓技術(shù))

電介質(zhì)絕緣特性操作沖擊電壓下空氣的擊穿電壓一、操作沖擊電壓下空氣的擊穿電壓電力系統(tǒng)在操作或發(fā)生事故時，因狀態(tài)發(fā)生突然變化引起電感一電容回路的振蕩產(chǎn)生過電壓，稱為操作沖擊電壓(或操作過電壓)。操作過電壓峰值有時可高達(dá)相電壓的3－3.5倍。因此，為保證安全運行，對于超高壓電氣設(shè)備需要考察其絕緣耐受操作過電壓的能力。（1）標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓波形IEC推薦了250／2500μs的操作沖擊電壓標(biāo)準(zhǔn)波形，標(biāo)準(zhǔn)中也采用了這個標(biāo)準(zhǔn)波形。（2）操作沖擊擊穿電壓的特點曲線操作沖擊電壓下?lián)舸┑腢形曲線

操作沖擊電壓下的極性效應(yīng)更加顯著擊穿電壓具有明顯的飽和現(xiàn)象極性效應(yīng)飽和擊穿電壓的分散性大分散

通過本知識點的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解操作過沖擊電壓的定義，掌握操作沖擊電壓下的特點，為今后的課程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。電介質(zhì)絕緣特性伏秒特性曲線的應(yīng)用一、伏秒特性的概念

一般用同一波形下，間隙上出現(xiàn)的電壓最大值和間隙擊穿時間的關(guān)系來表示間隙的沖擊絕緣特性，此曲線稱為間隙的伏秒特性。二、伏秒特性曲線1）伏秒特性曲線用實驗方法求取。對同一間隙，施加一系列標(biāo)準(zhǔn)波形的沖擊電壓，使間隙擊穿，用示波器來觀察。

2）由于擊穿時間具有分散性，所以在每級電壓下可得到一系列擊穿時間。實際上伏秒特性曲線是以上、下包絡(luò)線為界的一個帶狀區(qū)域。三、伏秒特性的應(yīng)用1）間隙伏秒特性曲線的形狀取決于電極間電場的分布。在極不均勻電場中伏秒特性曲線隨擊穿時間的減少而明顯上翹；在均勻和稍不均勻電場中伏秒特性曲線比較平坦。2）伏秒特性對于比較不同設(shè)備絕緣的沖擊擊穿特性有重要意義

如果一個電壓同時作用在兩個并聯(lián)的絕緣結(jié)構(gòu)上，其中一個絕緣結(jié)構(gòu)先擊穿，則電壓被截斷短接，另一個絕緣結(jié)構(gòu)就不會再被擊穿，稱前者保護(hù)了后者。

通過本知識點的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握伏秒特性曲線的概念和應(yīng)用，為今后的課程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。電介質(zhì)絕緣特性雷電沖擊電壓下空氣的擊穿電壓一、雷電沖擊電壓下空氣的擊穿電壓

電力系統(tǒng)中，雷電沖擊電壓是由雷云放電引起的，其持續(xù)時間極短，只有約幾個微秒到幾十個微秒，可與擊穿所需的時間相比擬，故空氣間隙在雷電沖擊電壓作用下的擊穿具有與持續(xù)電壓作用下不同的特點。（1）標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓波形正極性和負(fù)極性的標(biāo)準(zhǔn)波形簡單表示為+1.2／50μs或－1.2／50μs。（2）擊穿時間t0升壓時間

統(tǒng)計時延放電形成時延tstf（2）50％沖擊擊穿電壓及沖擊系數(shù)

1)50％沖擊擊穿電壓

由于放電時延t1具有分散性，在間隙上多次施加同一電壓，有時擊穿，有時不擊穿。沖擊電壓值越大，T越大，擊穿概率越大。工程上采用了擊穿概率為50％的沖擊電壓來表示絕緣耐受沖電壓的大小，用U50％表示。

2)沖擊系數(shù)β

沖擊系數(shù)β表示50％沖擊擊穿電壓U50％與靜態(tài)擊穿電壓U0的比值，即:

通過本知識點的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解雷電過沖擊電壓的定義，掌握雷電沖擊電壓下空氣擊穿的過程，為今后的課程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。電介質(zhì)絕緣特性提高氣體間隙擊穿電壓的方法（一）改進(jìn)電極形狀

改進(jìn)電極形狀、增大電極曲率半徑，以改善電場分布，提高間隙的擊穿電壓。同時，電極表面應(yīng)盡量避免存在毛刺、棱角等以消除電場局部增強的現(xiàn)象。(二）極不均勻電場中屏障的采用

在電場極不均勻的空氣間隙中，放人薄片固體絕緣材料(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。（三）高氣壓的采用

由巴申定律可知：在均勻電場中提高氣體的壓力，可以提高氣體的擊穿電壓。因為氣壓增大后分子的密度加大，電子的平均自由行程縮小，從而減弱了游離過程。在一定氣壓范圍內(nèi)，增大氣體壓力對提高間隙的擊穿電壓是極為有效的（四）高真空的采用采用高真空的情況與提高氣壓的情況相似，也是削弱了間隙中氣體的游離過程。因為這時雖然電子的自由行程變得很大，但間隙中已無氣體分子可供碰撞，因此游離過程無從發(fā)展，從而可以顯著提高間隙擊穿電壓。（五）高電氣強度氣體(SF6)的采用六氟化硫(SF6)和其他一些含鹵族元素的氣體化合物都是高電氣強度氣體。具有較高的電氣強度是因為它們具有很強的電負(fù)性，容易吸附電子成為負(fù)離子，從而削弱了游離過程，同時也加強了復(fù)合過程；另外，這些氣體具有較大的分子