高压开关设备的试验与状态诊断

高压开关设备的试验与状态诊断第一节高压开关设备高压开关设备包括：断路器、熔断器、隔离开关、接地开关、负荷开关等。现代的成套配电装置中还包括：电压互感器、电流互感器、避雷器、电缆插件、继电保作用：用于电力设备的开断和关合，起到控制、保基本要求：1)可靠性高；2)有足够的遮断能力；3)动作时间快。熔断器是一种最简单的保护电器，它串接在电路中，当电路发生短路或过负荷时，熔断器自动断开电路，使其它电气设备得到保炉。熔断器的基本结构：主要由金属熔件(熔体)、支持熔体的载流部分(触头)、外壳构成。有些熔断器内还装有特殊的灭弧物质，如：产气纤维管、石英砂等，用来熄灭电弧“冶金效应”:利用“冶金效应”来降低熔件的熔点，即在难熔的熔件上焊上铅或锡的小球，当温度达到铅或锡的熔点时，难熔金属与熔化了的铅或锡形成电阻大、熔点低的合金，结果熔件在小球处熔断，然后电弧使熔件全部熔化。技术参数(1)额定电压。熔断器长期能够承受的正常工作电压。此电压(2)额定电流。熔断器壳体部分和载流部分允许通过的长期最(3)熔件的额定电流。熔件允许长期通过而不熔断的最大电流。熔件的额定电流可以和熔断器的额定电流不同。同一熔断器可装入不同额定电流的熔件，但熔件的最大额定电流不应超过熔断器的额定电流(4)极限断路电流。熔断器所能断开的最大电流。若被断开的电流大于此电流时，有可能使熔断器损坏，或由于电弧不能熄灭引熔断器的工作过程大致可分为以下四个阶段：(1)熔断器的熔件因过载或短路而加热到熔化温度；(3)触头之间的间隙击穿和产生电弧；(4)电弧熄灭、电路被断开常用高压熔断主要分两类：一类是户内高压限流熔断器；另一类是户外高压喷射式熔断器(常用的为：跌落式熔断器)。2、隔离开关隔离开关是在高压电气装置中保证工作安全的开关电器，结构简单，没有灭弧装置。不能用来接通和断开有负荷电流的电路。单母线接线方式：电源回路和出线回路单母线接线方式：电源回路和出线回路都经过断路器和隔离开关接到一组公共的母线上，正常运行时，任何回路的投切，只需接通出线：接通QS1,接通QS2,接通QFbusbar双母线接线方式：隔离开关经常用来进行电力系统运行方式改变时的倒闸操作。例如，发电厂或变电所的主接线为双母线时，与母线相连的隔离开关将用来进行倒母线隔离开关可以用来接通或切断小电流电路(1)电压互感器和避雷器电路。(2)母线和直接与母线相连设备的电容电流。(3)空载变压器(一定电压等级和容量)。(4)空载线路(一定电压等级和线路长度)。特别强调：隔离开关在任何情况下，均不能切、合负荷电流和短路电流，并应设法避免可能发生的误操作。2、根据安装的地点可分为屋内(GN型)和屋外(G3、根据构造又可分为转动式和插入式；4、隔离开关还分为带接地刀闸和不带接地刀闸的两种,接地刀闸的作用：检修时接地。额定电压：指隔离开关长期运行时承受的工作电压。最高工作电压：由于电网电压的波动，隔离开关所能承受的超过额定电压的电压。它不仅决定了隔离开关的绝缘要求，而且在相高压负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器。高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用，用于控制电力变压器。高压负荷开关具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。负荷开关、隔离开关、断路器之间的差别1、负荷开关是可以带负荷分断的，有自灭弧功能，但它的开断容量很小很有限。2、隔离开关一般是不能带负荷分断的，结构上没有灭弧罩，也有能分断负荷的隔离开关，只是结构上与负荷开关不同，相对来说简单一些。3、负荷开关和隔离开关都可以形成明显断开点，大部分断路器不具隔离功能(少数断路器具隔离功能)。4、隔离开关不具备保护功能，负荷开关的保护一般是加熔断器保护，只有速断和过流。5、断路器的开断容量可以在制造过程中做的很高。主要是依靠加电流互感器配合二次设备来保护。可具有短路保护、过载保护、漏电保护等功能。断路器的总体结构有瓷瓶支柱式和落地罐式两大类(1)瓷瓶支柱式：积木式结构，灭弧室多采用电工陶瓷，布置电工陶瓷“T”型n操动机构优点：耐压水平高，结构简单，运动部件少。缺点：重心高，抗震能力较差，使用场合受限制。电流互感器要单独装在自己的绝缘支柱上，通过空气绝缘的连接线连于断路器上。优点：耐压水平高，结构简单，运动部件少。缺点：重心高，抗震能力较差，使用场合受限制。电流互感器要单独装在自己的绝缘支柱上，通过空气绝缘的连接线连于断路器上。(2)落地罐式(接地金属箱型):触头和灭弧室装于接地的金属箱中，导电回路靠绝缘套管引入。高压带电部分与外壳之间的绝缘主要由气体绝缘、液体绝缘和绝缘子承担。7优点：1)可在进出线套管上装设电流互感器，可提供电流信号；2)利用出线套管的电容制成电容式分压器，以提供电压信号；3)能与隔离开关、接地开关、避雷器等熔为一体，组成复合式开关设备；4)重心低，抗震能力好，结构稳固，外绝缘部件少，可用于多地震和高原及污秽地区。缺点：1)制造难度大，壳体与环氧树脂浇注件都需大型成套加工设备；2)灭弧室中所用的电容器及合闸电阻等配套件的性能要求很高；3)高电压部位的电极形状要求较严格；4)金属材料消耗多等，价格稍贵。高压断路器分类(按照灭弧介质不同):(1)油断路器(2)压缩空气断路器(3)真空断路器(4)六氟化硫(SF6)断路器(5)磁吹断路器(6)固体产气断路器绝缘套管电流互感器变压器油横梁(动触头)静触头和灭弧室油箱高压多油断路器12十12-上出线座3-灭弧室4-绝缘筒5-动触头杆6-紫铜滚轮7-下出线座8-塞杆9-基座11-绝缘拉杆12-分闸弹簧13-瓣形静触头C1动导电杆2导向套1动导电杆2导向套3波纹管4动盖板5波纹管屏蔽罩6瓷壳7屏蔽简8触头系统9静导电杆10静盖板■7、触头压力弹簧■9、极柱固定嵌件压缩空气断路器(由两个灭弧室，四个断口组成)压缩空气断路器利用预先贮存的压缩空气来灭弧。压缩空气流将弧隙中的热量带走，降低弧隙温度，同时带走弧隙中的游离带电质点，使去游离大大加强，弧隙介质强度迅速恢复。空气断路器断流容量大，灭弧时间短，而且快速自动重合闸时断流容量不降低。441-支柱瓷套；2-导气管；3-均压电容器；4-灭弧室；5-底座贮气罐；6-控制箱；7-汇控柜吹弧形式a纵吹b横吹c纵横吹d环吹高压断路器技术参数和型号含义额定电压：指断路器长时间运行能承受的正常工作电压。它不仅决定了断路器的绝缘水平，而且在相当程度上决定了断路器的总体尺寸和灭弧条件。最高工作电压：考虑输电线路有电压降，线路供电端母线电压高于受电端母线电压，使断路器可能在高于额定电压下长期工作，因此，规定了断路器有一最高工作电压。按国标，220kV及以下设备，其最高工作电压为额定电压的1.15倍；对于330kV及以上设备,规定为1.1倍。额定电流：指断路器在额定容量下允许长期通过的工作电流。它决定了断路器触头及导电部分的截面，并且在某种程度上也决定额定开断电流：指在额定电压下，断路器能可靠切断的最大电流。它表明断路器的断路能力。当电压不等于额定电压时，断路器能可靠切断的最大电流，称为该电压下的开断电流。当电压低于额定电压时，开断电流比额定开断电流有所增大，但有一最大值，称额定断流容量：表明断路器的切断能力。在三相电路中，其大热稳定电流：指断路器在某一规定时间范围内允许通过的最大动稳定电流：是断路器在合闸状态或在关合瞬间，允许通过的合闸时间：从发出合闸命令(合闸线圈通电)起至断路器接通时为止所经过的时间，称为断路器的合闸时间。分闸时间：从发出分闸命令(分闸线圈通电)起至断路器开断三相电弧完全熄灭时所经过的时间。它为断路器固有分闸时间和电固有分闸时间：是指发出分闸命令起到灭弧触头刚刚分离时所灭弧时间：指触头分离到各相电弧完全熄灭所经过的时间。一、绝缘电阻测量绝缘电阻测量是所有型式断路器试验中的一项基本试验，通常测量目的：主要是检查拉杆对地绝缘，故应在断路器合闸状态下进行测试。通过该项目能较灵敏地发现拉杆受潮、裂纹、表面沉积污染、弧道灼痕等贯穿性缺陷，对引出线套管的严重绝缘缺陷也绝缘套管变压器油静触头和灭弧室主要绝缘部件：瓷套、绝缘拉杆和绝缘油等。绝缘电阻测量应分闸状态：主要检查各断口之间的绝缘以及内部灭弧室是否受潮或烧伤。3、对于真空断路器、压缩空气断路器和SF6断路器，主要测量支持瓷套、拉杆等一次回路对地绝缘电使用2500V的兆欧表，其值应大于5000MΩ。4、辅助回路和控制回路的绝缘电阻测量，使用500V (或1000V)兆欧表进行测试，其值应大于2MΩ。对于规程对油断路器整体绝缘电阻值未作规定，而用有机物制成的拉杆的绝缘电阻值不应低于下表所列油断路器绝缘电阻的要求(MΩ)试验类别交接大修后运行中二、介质损耗角正切测量主要目的：检查套管及其它绝缘部件，如：灭弧室、绝缘提杆、油箱绝缘围屏、绝缘油等的绝缘状态。试验时，首先进行分闸状态下的试验，即将被试断路器与外界引线脱离，并在分闸状态下对每若测量结果超出规定限值或与以前有显著增大时，必须落下油箱，进行分解试验，逐次缩小缺陷的可疑范围，直到找出缺陷部2.少油断路器和其它断路器但对于有并联电容器的，则应测量并联电容器的电容值和tgδ。测得的电容值与出厂值比较应无明显变化，电容值偏差在±5%范围内，10kV下的tgδ值不大于下列数值额定电压(kV)直流试验电压(kV)对于35kV及以上的少油断路器和空气断路器，泄漏电流一般不大于10μA,但对于220kV及以上少油断路器提升杆(含支持瓷套)的泄漏电流不大于5μA。试验中应注意以下几点：(1)采用较大线径引线，或采用屏蔽线，且尽量缩短引线长度，以减小杂散电流的影响；(2)引线连接处，选用光滑无棱角的导体(如小铜球)进行连接，以减小电晕损失带来的影响；(3)保持一定的升压速度。对稳压电容器要充分放电，并使每次放电的时间大致相等，以减小因电容充电电流的不同，引起的泄漏电流读数的偏差；容，否则会引起测量值偏低。交流耐压试验是鉴定断路器绝缘强度最有效和最直接的试验项交流耐压试验应分别在断路器分、合闸状态下进行。合闸状态：主要鉴定相对地以及相间绝缘状况；分闸状态：主要鉴定断口间的绝缘状况。表7-2断路器交流耐压试验电压单位：kV额定电压36交接、大修后、运行中产品规定试验电压的80%交流耐压试验前后绝缘电阻下降不大于30%为合格；过滤油和新加油，需静止3h后试验，以免油中气泡引起放电。五、灭弧室并联电阻测量两种类型过电压：操作过电压、暂时过电压内部过电压电力系统内部过电压的能量来源于系统本身，它的幅值以工作电压为基础而增长，通常用系统最大工作相电k₀值约为1.3-4.0,其大小与系统参数、断路器性能、中性点接地方式等一系列因素有关。表4-1操作过电压计算倍数k₀35kV及以下低电阻接地系统66kV及以下(除低电阻接地系统外)110kV及220kV(一)、操作过电压操作过电压：电力系统由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的过电压称为操作过电压。操作过电压产生的原因：由于断路器的操作，使电力系统从一种电磁状态过渡到另一种电磁状态，在这种过渡中会出现电磁振荡，电磁能与静电能在电感性与电容性元件中以电路固有频率交替转换，以致在电气设备上出现过常见操作过电压的种类：1、空载线路合闸与重合闸过电压当断路器突然合上时，在回路中会发生角频率的高频振荡过渡过程，电容C(即线路)上的电压可能达到最大值：如果合闸前电容C上还有初始电压，合闸后振荡过程中的过电压还有可能达到3Em(如采用线路自动重合闸时就可能有这种情况)。2、切除空载线路过电压空载线路属于电容性负载。由于切断过程中断路器触头间交流电弧的重燃而引起更剧烈的电磁振荡，使线路出现过电压，其过程考虑最严重的情况下：(1)工频电流在t₁时刻熄灭，此时线路仍保持残余电压时间段，高频电弧第二次重燃并熄灭，此时，线路(4)如此推演，直至电弧不再重燃、电流最终切断为止。3、切断空载变压器过电压变压器既是感性负载，同时还有对地电容。当断路器突然切断小电流时，电流变化率很大，使变压器上产生很高的感应过电压。电流截断后，变压器中的电磁能向对地电容充电，形成振荡过程，因而出现过电压，称为截流过电压。4、弧光接地过电压中性点不接地系统发生单相接地故障时，由于接地电弧间歇重燃现象而引起的过电压称为弧光接地过电压。(二)暂时过电压由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历暂态过程以后达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压称为暂时过电压。常见的暂时过电压有：(1)暂时性的空载长线的电容效应(费兰梯效应)——输电线路具有电感、电容等分布参数特性，在工频电源作用下，远距离空载线路由于电容效应逐步积累，使沿线电V1=VS-I_1*X(2)不对称短路接地三相输电线路中如a相发生短路接地故障时，健全相b,c相上的电压会升高；(3)突然甩负荷过电压输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而(4)电力系统工频或非工频的谐振，以及非线性铁磁谐振等引起的过电压。各种过电压幅值和持续时间范围大致如图所示。66雷电过电压5432操作过电压最大工作电压Vm×√21√3=1标幺值新时过电压电力系统中性点及其接地方式中性点接地涉及的问题：√和系统稳定性■电力系统中性点接地方式：需要断路器切断单相接地故障电流；2、小接地电流方式：单相接地电弧能够瞬间自行熄灭。1、大接地电流方式：1)中性点有效接地方式；2)中性点全接地方式；3)中性点经低电抗、中电阻和低电阻接地方式。2、小接地电流方式：1)中性点不接地方式；2)中性点经消弧线圈接地；3)中性点经高阻抗接地方式。直接接地优点：1)安全性好，单相接地快速切断2)经济性好，中性点电压不会升高，接地时不会出现电弧引起的过电压问题，对绝缘水平要求低直接接地缺点：供电可靠性低：如发生接地短路故障，则构成短路回路，接地相电流很大，断路器动作提高供电可靠性：增加自动重合闸装置不接地不接地优点：供电可靠性高：单相接地不形成短路，如发生接地故障，不必切除接地相。不接地缺点：经济性差：单相接地时不接地相对地电压增高，以线电压运行，因此绝缘费用高消弧线圈的工作原理中性点不接地系统1、正常运行情况(1)线电压与相电压关系；(2)中性点电位；(3)对地电容电流与相电压关系1、正常运行情况：电压、电流向量关系中性点N对地电位：每相对地电容电流：2、单相(A相)接地运行情况(1)中性点对地电位；(2)非接地相对地电位；(3)对地电容电流2、单相(A相)接地运行情况(1)中性点对地电压：UN=-Ua(2)各相对地电位：(3)对地电容电流：3、单相接地情况电流性质：1)单相接地电流值为正常时单相电容电流值的3倍2)电流为纯电容电流，非短路电流3)电流升高到一定值，将在接地点产生间歇性电弧(间歇性电弧将导致过电压，影响系统稳定性，甚至会损坏设备)解决方法：中性点装设消弧线圈消弧线圈的工作原理BiiuiA.ii.1)全补偿：I=Ia(问题，产生谐振过电压);2)欠补偿：I<Ia(问题，在切除线路或系统频率下降时，Ia减少，产生全补偿);3)过补偿：I>Ia(电力系统常采用的方式)六、高压断路器绝缘油试验断路器中绝缘油，除了具有绝缘作用外，还具有灭弧作用。绝缘油应具有较小的粘度、较低的凝固点、较高的闪点和耐电强度，并应具有较好的稳定性。表7-3高压断路器绝缘油试验项目击穿电压水溶性酸pH值机械杂质游离碳水分酸值闪点投运前√√√√√√√大修后√√√√√√√运行中√球盖形电极系统(茹柯夫斯基电极)。平板电极系统中的“尖端效应”或“边缘效应”电极表面的电场强度与其表面电荷密度成正比。在电极尖端或边缘的曲率半径小，表面电荷密度大,电力线密集，电场强度高，容易发生局部放电。这种现象称为尖端效应或边缘效应。尖端效应或边缘效应是极不均匀电场的重要标志。工程上常需改善电极形状，避免电极表面曲率过大或出现尖锐边缘。茹柯夫斯基电极任一等位面上电场强度最大值：断路器导电回路的电阻主要取决于断路器的动、静触头间的接接触电阻：收缩电阻、表面电阻收缩电阻：由于两个导体接触时，因其表面非绝对的光滑、平坦，只能在其表面的一些点上接触，使导体中的电流线在这些接触处剧烈收缩，实际接触面积大大缩小，而使电阻增加，此原因引起的接触电阻称为收缩电阻。表面电阻：由于各导体的接触面因氧化、硫化等各种原因会存在一层薄膜，该膜使接触过渡区域的电阻增大，此原因引起的接触电阻称为表面电阻(或膜电阻)。接触电阻增加了导体在通电时的损耗，使接触处温度升高，直流电源mV)-第三节高压开关设备的动作特性试验影响断路器关合和开断性能的主要参数包括：分、合闸速度，分、合闸时间，分、合闸不同期程度，以及分合闸线圈的动作电压。分、合闸速度低：不能可靠关合。分、合闸速度高：缩短使用寿命。分、合闸严重不同期：将造成线路或变压器的非全相接入或切断，从而可能出现危害绝缘的过电压。断路器机械特性的表征参数主要有：刚分速度、刚合速度、最大分闸速度、分闸时间、合闸时间、合-分时间、分-合时间，以及分、合闸同期性等1、刚分速度指开关分闸过程中，动触头与静触头分离瞬间的运动速度。技术条件无规定时，国家标准推荐取刚分后0.01s内平均速度分点的瞬时速度，并以名义超程的计算点作为刚分计算点。指开关在合闸过程中，动触头与静触头接触瞬间的运动速度。技术条件无规定时，国家标准一般推荐取刚合前0.01s内平均速度作为刚合点的瞬时速度，并以名义超程的计算点作为刚合3、最大分闸速度指开关分闸过程中区段平均速度的最大值，但区段长短应按技术条件规定，如无规定，按0.01s计算。4、分闸时间是指从断路器分闸操作起始瞬间(接到分闸指令瞬间)起到所5、合闸时间是指处于分位置的断路器，从合闸回路通电起到所有极触头都接触瞬间为止的时间间隔。6、分-合时间是断路器在自动重合闸时，从所有极触头分离瞬间起至首先接触极接触瞬间为止的时间间隔。7、合一分时间是断路器在不成功重合闸的合分过程中或单独合分操作时，从首先接触极的触头接触瞬间起到随后的分操作时所有极触头均分离瞬间为止的时间间隔。8、分闸与合闸操作同期性是指断路器在分闸和合闸操作时，三相分断和接触瞬间的时间差，以及同相各灭弧单元触头分断和接触瞬间的时间差，前者称为相间同期性，后者称为同相各断口间同期性。断路器速度参数测量原理图7-9电磁振荡器测速原理示意图(a)分闸速度曲线；(b)合闸速度曲线高压开关综合测试仪图7-11光电测速结构示意图图7-13少油断路器测速传感器安装示意图六氟化硫气体特性第一节引言六氟化硫气体(SF6):人工合成气体，1900年首次出现；20世纪40年代，作为绝缘气体使用于核物理高压研50年代开始用作断路器的绝缘和灭弧介质；1965年出现SF6金属封闭开关设备。SF6全封闭开关设备其它用途：作为绝缘介质，使用于电缆、电流互感器、电压互感器、套管、电力变压器、避雷器和试验变压器等设备中。SF6气体绝缘优点：占地面积少；不受环境条件(雨、雪等)和环境污染的影响，运行安全可靠。图5-1输送同样自然容量时，架空线与SF₆电缆的空间尺寸比较SF6气体绝缘结构的基本类型：1、SF6气体间隙绝缘采用SF6气体绝缘设备中的主要绝缘结构，要求电场尽可能均匀。可采用同轴圆柱结构，导体拐弯部分制成圆弧形。2、SF6-固体介质分界面绝缘因此出现了SF6-固体介质分界面绝缘。需要注意固体介质对电场的影响，以及固体介质表面状况对沿面放电的影响O63、出线绝缘SF6设备高压引出线的绝缘。高压导体与接地外壳之间采用SF6作为主要绝缘，并用瓷套将SF6与其他介质 (如空气、油)隔离。4、SF6-薄膜组合绝缘应用于SF6变压器和互感器中，作为导线的匝间和层间绝缘。SF6分子结构：正八面体结构，键矩小，键合能量高，化学性能非常稳定。SF6物理特性：常温下为气体状态，分子量较大，容易液化。F优点：SF6是无色、无味的气体，具有较高的介电强度，优良的灭弧性能，良好的冷却特性，不可燃。将它用于电气设备，以免除火灾威胁，缩小设备尺寸，提高系统运行的可靠性。缺点：放电时SF6会发生分解形成硫的低氟化物，这些产物有毒，并能腐蚀许多绝缘材料和导电材料；在较高的压力下，SF6会液化。2.0-第二节均匀及稍不均匀电场中六氟化硫的击穿主要原因：强电负性气体次要原因：分子的直径大，减小碰撞电离几率；极化过程中增加能量损失。p(MPa)图5-7SF₆气体、空气、变压器油在工频电压下的击穿电压1—空气；2—SF₆3一变压器油二、SF6的电子电离系数和附着系数SF6气体中电子沿电场方向运动时，电子增加的规律为：n:一个电子沿电场方向行经x距离后，在该处的电子总数；α:电子电离系数，表示一个电子在电场方向单位长度行程η:电子附着系数，表示一个电子在电场方向单位长度行程b(峰值,kVb(峰值,kV)U₆的最小值为：507V,pd=3.5×10-5MPa·cm。对于不同的间隙，当压力不太离上述曲线；间隙距离d越小，开始出现偏离的pd值也越小。条件对击穿电压的影响；这种现象可能是电极表面粗糙和气体中有杂0图5-10SF₆偏离巴申曲线五、电极表面状态的影响不同气压下SF6击穿电压与间隙距离的关系电极表面不光滑，有突出物，降低击穿电压XX0f】六、导电微粒的影响SF6气体对灰尘和导电微粒十分敏感，少量的气体杂质或绝缘微粒不会引起击穿电压的明显下降，而自由金属微粒或灰尘却会剧烈降低SF6的击穿电压。p(MPa)42图5-16自由铝球形微粒对SF₆击穿电压的影响(电极为直径15/25mm的同轴圆柱)导电微粒影响SF6击穿电压的原因：1、导电微粒附着于电极表面，形成突出物，造成电2、交流电场中，导电微粒在某一电极上充电，然后在极性相反的电极上产生微弱的放电，并导致整个间隙击清除导电微粒：捕捉和收集导电微粒、净化效应净化效应：对充SF6气体的电气设备，如果将放电能量限制在不致损坏电极表面的程度，则金属微粒、脏污等将在击穿时被清除掉，而使击穿电压逐次提高，最后达到一个稳定值。这种效应称为净化效应。七、击穿电压的概率分布相同条件下，SF6的击穿电压(或场强)具有一定的分散性。由于电极间电介质总是在最薄弱环节处发生击的击穿电压(或场强)遵从贡贝尔分布(极值分布的一种),其分布函数为：面积效应：电气设备中，电极面积越大时，电极表面严重的突出物和一些影响击穿电压的偶然因素出现的概率也越大，因而击穿电压下降。这种随着电极面积增大，击穿电压下降的现象称为面积效应。电极表面越光滑，气压越高，面积效应越强(电极表面偶然因素的影响更为显著)。冲击电压作用时间较短,影响击穿的偶然因素出现的概率减少，所以面积效应较工频电压时弱。电极表面越光滑，气压越高，面积效应越强(电极表面偶然因素的影响更为显著)。冲击电压作用时间较短,影响击穿的偶然因素出现的概率减少，所以面积效应较工频电压时弱。电极面积A(cm²)九、稍不均匀电场中的击穿电场的不均匀程度对SF6气体击穿的影响很大均匀电场：SF6的击穿电压比空气高出很多，有时极不均匀电场：采用SF6气体的效果比在均匀、稍不均匀电场中差，有时甚至和空气十分接近。工程中一般采用稍不均匀电场结构(同轴圆柱、同心圆球)。同轴圆柱，内圆柱表面场强(最大场强):同心圆球，内圆球表面的场强(最大场强):Er极小值：工程上采用数据：同轴圆柱，R=3r;同心圆球，R=2r(410/2880μs)50%击穿电压与间隙距离的关系雷电冲击(1.5/40μs)50%击穿电压与间隙距离的关系与空气中相似，稍不均匀电场中SF6的击穿具有极性效应，负极性时的击穿电压比正极性时低。工程上应用的主要是稍不均匀电场结构，当SF6间隙中的最大场强达到某一数值Eb时，间隙击穿。η:绝缘利用系数，电场不均匀系数的倒数，Eb由表5-2给出。实际工程设计中，应针对具体情况进行修正，条件允许的情况下，应进行必要的实验来确定具体的设计参数。第三节极不均匀电场中六氟化硫的击穿电场不均匀程度对SF6击穿电压的影响远比对空气SF6气体在极不均匀电场中击穿电压下降的程度比空气大实验结果显示，极不均匀电场中，SF6的击穿电压比空气的提高得不是很多，有时棒-板SF₆间隙的50%击穿电压与间隙距离的关系p=0.1MPa;———SF₆;---一空气图5-26尖-板电极间，气压为0.1MPa的1一空气；2—SF₆p(MPa)图5-27尖_板电极间，SF₆及空气的局部放电起始电压U.与压力p的关系SF6气体间隙放电的驼峰现象p(MPa)图5-31正极性直流电压下，1.27cm方形棒棒间隙(距离5.1cm)的击穿电压U₆及局部放电起始电压U.00p(MPa)p(MPa)第四节六氟化硫气体的冲击击穿特性工程上SF6设备大多采用稍不均匀电场结构，故本节只分析稍不均匀电场中SF6气体的冲击击穿特性。一、放电时延放电时延包括统计时延和放电形成时延。在均匀及稍不均匀电场中，放电形成时延相对很短，放电时延的主要部分是统计时延。二、伏秒特性负极性击穿电压低于正极性；负极性时放电的分散性较小;气压越高，放电的分散性越大;当放电时间td在2-4μs时，伏秒特性曲线开始上翘。a(μs)