1-7 提高气隙击穿电压的措施_W

1、高电压技术 沈阳农业大学 主讲教师：王立地第1章气体电介质的电气性能 1.1 气体中带电质点的产生和消失 1.2 均匀电场小气隙的击穿 1.3 均匀电场大气隙的击穿 1.4 不均匀电场气隙的击穿 1.5 冲电击压下气隙的击穿特性 1.6 大气条件对气隙击穿电压的影响 1.7 提高气隙击穿电压的措施 1.8 沿面放电和污闪事故1.7 提高气隙击穿电压的措施 影响气体介质击穿电压的主要因素 改善电场分布 高气压 高真空 高抗电强度气体影响气体介质击穿电压的主要因素影响气体介质击穿电压的主要因素电场均匀度外施电压种类间隙距离 大气条件 两个电极形状完全相同且对称布置，因

2、而不存在极性效应; （一） 电场形式对Ub的影响 1、均匀电场 均匀电场中各处的电场强度均相等，击穿所需的时间极短; 在直流、工频和冲击电压作用下的 击穿电压实际上都相同;UAC=UDC=U50% 击穿电压分散性很小，伏秒特性很快变平，冲击系数1。2、稍不均匀电场与均匀电场相似，冲击系数接近1，冲击击穿电压与工频 击穿电压及直流击穿电压几乎相等。3、极不均匀电场v 工程上常见电场大多数是极不均匀电场；v 工程上遇到极不均匀电场时，可由典型电极的击穿电压来修正绝缘距离，对称电场参照“”电极数据；不对称电场可参照“棒板”电极数据；v 放电的分散性大，且极性效应明显。Ub-|+Ub+|-（二）外施电

3、压种类及间隙距离对Ub的影响 均匀电场中不同电压波形下Ub(峰值)相同，放电分散性小； 稍不均匀电场中不同电压波形下Ub基本相同，放电分散性不大，极性效应不显著； 极不均匀电场中直流、工频及冲击电压间差别明显。（二）外施电压种类及间隙距离对Ub的影响 极不均匀电场中直流、工频及冲击电压间差别明显。1、直流电压下的击穿特性 （1）棒板间隙存在极性效应Ub-|+Ub+|- （2）电极击穿电压介于不同极性的棒板之间 2、工频电压下的击穿特性（1）无论或棒-板电极击穿都发生在正半周峰附近，分散性不大；（2）当间隙距离不太大时，击穿电压与间隙距离呈线性关系；当间隙距离很大时，平均击穿场强明显降低，呈现出

4、饱和现象。3、冲击电压下的击穿特性（1） 雷电冲击击穿电压与距离呈正比，无饱和；（2） 操作冲击电压有明显的极性效应和饱和现象。（三）大气条件对Ub的影响由于大气的压力、温度、湿度等条件都会影响空气的密度、电子自由行程长度、碰撞游离及附着过程， 所以也必然会影响气隙的击穿电压。海拔高度的影响亦与此类似，因为随着海拔高度的增加，空气的压力和密度均下降。提高气隙击穿电压的措施 改善电场分布 高气压 高真空 高抗电强度气体改善电场分布改善电场分布改进电极形状屏障利用空间电荷畸变电场的作用改进电极形状增大电极曲率半径减小表面场强如变压器套管端部加球形屏蔽罩改善电场分布改善电场分布改进电极形状改善电极边

5、缘电极边缘做成弧形改善电场分布改进电极形状使电极具有最佳外形如：穿墙高压引线上加金属扁球改善电场分布极不均匀电场中采用屏障薄片固体绝缘材料（纸或纸板），可以提高气隙的击穿电压。 x棒极附近产生电晕，产生带电质点正离子沿电场向负极板运动正离子被拦截在左侧右侧的电场变均匀，提高击穿电压屏障：积聚空间电荷，改善电场分布。棒极性为负时：设置屏障，影响不大。改善电场分布n 屏障n 积聚空间电荷n 改善电场分布改善电场分布利用空间电荷畸变电场的作用 极不均匀电场中间隙被击穿前先发生电晕现象，所以在一定条件下，可以利用放电产生的空间电荷来改善电场分布，提高击穿电压。例：导线与平板间隙中，导线直径很小时，导线

6、周围容易形成比较均匀的电晕层，由于电晕层比较均匀，电场分布改善，提高了击穿电压。改善电场分布利用空间电荷畸变电场的作用n 直径D20mm及16mm时， 击穿电压曲线的直线部分和棒一板间隙相近n 导 线 直 径 减 为 3mm 以 至0.5mm时， 击穿电压曲线的直线部分陡度大为增加， 曲线逐渐与均匀电场中的相近 “细线效应”高 气 压高气压减小电子的平均自由行程，削弱游离过程高气压下应尽可能的改善电场分布，使电场均匀，电场的不均匀对击 穿电压的影响比大气压对击穿电压的影响要大得多。压缩气体绝缘：得到采用。高压空气断路器、高压标准电容器。高 真 空高真空气体间隙中压力很低时，很难产生碰撞游离。如真空电容器、真空断路器等。 高抗电强度气体高抗电强度气体u 高电气强度气体含卤族元素的气体化合物，如六氟化硫（SF6）、氟 利昂（CCl2F2）等，其电气强度比空气要高很多。原因很强的电负性，容易合成为负离子，削弱电子碰撞游离，加强复合。分子量较大，分子直径较大，电子在其中的自由行程缩短，不易积聚能量，减少其碰撞游离。电子和这些气体的分子相遇，易