高电压技术第6讲气隙的击穿特性.ppt
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1、高电压技术第3章气隙的击穿特性主要内容主要内容1气隙的击穿时间气隙的击穿时间2持续作用电压下空气的击穿电压持续作用电压下空气的击穿电压3雷电冲击电压下空气的击穿电压及伏秒特性雷电冲击电压下空气的击穿电压及伏秒特性4操作冲击电压下空气的击穿电压操作冲击电压下空气的击穿电压5提高气体间隙击穿电压的措施提高气体间隙击穿电压的措施影响空气间隙放电电压的因素主要:影响空气间隙放电电压的因素主要:电场情况:均匀、稍不均匀、极不均匀电场情况:均匀、稍不均匀、极不均匀电压形式:直流电压、交流电压、雷电冲击电压电压形式:直流电压、交流电压、雷电冲击电压 、操作冲击电压、操作冲击电压大气条件:气压、温度、湿度大气
2、条件:气压、温度、湿度一、气隙的击穿时间一、气隙的击穿时间 n最低静态击穿电压最低静态击穿电压U0 n击穿时间击穿时间tb 升升压压时时间间t0 、统统计计时时延延ts 、放放电发展时间电发展时间tf 、放电时延放电时延 tl n短间隙短间隙(1厘米以下厘米以下) tf 1cm),均均匀匀电电场场中中空空气气的电气强度(峰值)大致等于的电气强度(峰值)大致等于30kV/cm二、持续作用电压下空气的击穿电压二、持续作用电压下空气的击穿电压n稍不均匀电场中的击穿电压稍不均匀电场中的击穿电压 1. 不能形成稳定的电晕放电不能形成稳定的电晕放电 2. 电场不对称时,极性效应不很明显电场不对称时,极性效
3、应不很明显 3. 直直流流、工工频频下下的的击击穿穿电电压压(幅幅值值) 都都相相同同,击击穿电压的分散性也不大穿电压的分散性也不大 4. 击击穿穿电电压压和和电电场场均均匀匀程程度度关关系系极极大大,电电场场越越均匀,同样间隙距离下的击穿电压就越高均匀,同样间隙距离下的击穿电压就越高球球球间隙,球球间隙,球板间隙,同轴圆柱间隙板间隙,同轴圆柱间隙 球球球间隙球间隙当当dD/4,电电场场相相当当均均匀匀,直直流流电电压压、工工频频电电压压及及冲冲击击电电压作用下,击穿电压都相同压作用下,击穿电压都相同 当当dD/4,大大地地对对电电场场的的畸畸变变作作用用使使间间隙隙电电场场分分布布不不对对称
4、称,Ub有极性效应有极性效应 电电场场最最强强的的电电极极为为负负极极性性时时的的击击穿穿电电压压略略低低于于正正极极性性时时的的数值数值同同一一间间隙隙距距离离下下,球球电电极极直直径径越越大大,由由于于电电场场均均匀匀程程度度增增加,击穿电压也越高加,击穿电压也越高二、持续作用电压下空气的击穿电压二、持续作用电压下空气的击穿电压n电场极不均匀的极端情况典型电极来研究电场极不均匀的极端情况典型电极来研究 棒棒(尖尖)板板 :电场分布不对称:电场分布不对称 棒棒(尖尖)棒棒(尖尖) :电场分布对称:电场分布对称n直直流流、工工频频间间的的差差别别比比较较明明显显,分分散散性性较较大大,且极性效
5、应显著且极性效应显著 1. 1. 直流电压下的击穿电压直流电压下的击穿电压n极极性性效效应应:尖尖尖尖电电极极间间的的击击穿穿电电压压介介于于极极性性不同的尖不同的尖板电极之间板电极之间n棒棒板板间间隙隙:棒棒具具有有正正极极性性时时,平平均均击击穿穿场场强强约约为为4.5kV/cm;棒棒具具有有负极性时约为负极性时约为l0kV/cmn棒棒棒棒间间隙隙的的平平均均击击穿穿场强约为场强约为4.85.0kV/cm 0100200300300600900(kV)(cm)2. 2. 工频电压下的击穿电压工频电压下的击穿电压 n击穿在棒的极性为正、电压达到幅值时发生击穿在棒的极性为正、电压达到幅值时发生
6、 n除了起始部分外,击穿电压和距离近似直线关系除了起始部分外,击穿电压和距离近似直线关系n棒棒棒棒间间隙隙的的平平均均击击穿穿场场强强约约为为5.36kV/cm(幅幅值值),棒棒板间隙的约为板间隙的约为4.8kV/cm(幅值幅值)n“饱饱和和现现象象” :距距离离加加大大,平平均均击击穿穿场场强强明明显显降降低低,棒棒板间隙尤为严重板间隙尤为严重d1m, 5 kV/cm dlm,2 kV/cm三、雷电冲击电压下空气的击穿电压三、雷电冲击电压下空气的击穿电压及伏秒特性及伏秒特性 1. 雷雷电电流流是是冲冲击击波波形形的的,故故由由雷雷闪闪放放电电引引起起的高电压也具有冲击波形的高电压也具有冲击波
7、形 2. 雷电冲击电压标准波形雷电冲击电压标准波形 Tl1.2 s( 30%) T250 s( 20%)3. 3. 雷电冲击雷电冲击5050击穿电压击穿电压 在在多多次次施施加加电电压压时时,其其中中半半数数导导致致击击穿穿的的电电压压,工工程程上上以以此来反映间隙的耐受冲击电压的特性此来反映间隙的耐受冲击电压的特性n均匀电场和稍不均匀电场下的击穿电压均匀电场和稍不均匀电场下的击穿电压 击击穿穿电电压压分分散散性性小小,其其雷雷电电冲冲击击50击击穿穿电电压压和和静静态态 击击穿电压穿电压(即持续作用电压下的击穿电压即持续作用电压下的击穿电压)相差很小相差很小。U50%与静态击穿电压的比值称为
8、冲击系数与静态击穿电压的比值称为冲击系数,1 n极不均匀电场中的击穿电压极不均匀电场中的击穿电压u由由于于放放电电时时延延较较长长,通通常常冲冲击击系系数数大大于于l,击击穿穿电电压压的的分散性也大一些,其标准偏差可取为分散性也大一些,其标准偏差可取为3% n伏秒特性的制订方法伏秒特性的制订方法工工程程上上用用间间隙隙上上出出现现的的电电压压最最大大值值和和放放电电时时间间的的关关系系来来表表征征间间隙隙在在冲冲击击电电压压下下的的击击穿穿特性特性伏秒特性用实验方法求取伏秒特性用实验方法求取 放放电电时时间间具具有有分分散散性性,实实际际上上伏伏秒秒特特性性是是以以上上、下下包包线线为为界的一
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- 电压 技术 讲气隙 击穿 特性