气体绝缘电气设备.pptx

1;项目一：高电压绝缘材料的认识 学习情境一：气体绝缘材料的认识;能用相关理论解释均匀电场和不均匀电场的击穿过程。 能区别在不同电场、不同性质电压下， 气体间隙的击穿特性。 能正确运用各种提高气体间隙击穿电压的方法。; 气体放电的发展过程比较复杂、影响因素很多，因而要想用理论计算的方法来求取各种气隙的击穿电压是相当困难和不可靠的。 掌握气体介质的电气强度及其各种影响因素,了解提高气体介质电气强度的途径和措施非常重要。;气体电气强度取决于：;均匀直流电场的击穿特性 稍不均匀电场气隙的击穿特性 球间隙 同轴圆筒;一、均匀直流电场的击穿特性;均匀电场和稍不均匀电场的击穿特性; 图为实验所得到的均匀电场空气间隙击穿电压特性。它也可用下页的经验公式来表示：;kV;由上式或图2-1可知，随着极间距离d的增大，击穿场强Eb稍有下降，在d=1~10cm的范围内，其击穿场强约为30kV/cm。;二、稍不均匀电场气隙的击穿特性 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相等。 1、球间隙 若球间距离d，球极直径为D dD/4时，与均匀电场相似 dD/4时，不均匀度增大，大地影响加大 一般取d ? D/2范围内工作;2、同轴圆筒;小 结;;“棒－棒”气隙：完全对称性 “棒－板”气隙：最大不对称性;一、直流电压 ;极不均匀电场气隙的击穿特性; 图2-6是空气中棒间隙的工频击穿电压与气隙长度的关系曲线，可以看出，在气隙长度d不超过1m时，“棒-棒”与“棒-板”气隙的工频击穿电压几乎一样，但在d进一步增大后，二者的差别就变得越来越大了。; 图2-7是空气间隙更长时的试验数据，为了进行比较，图中同时绘有“导线-导线”和“导线-杆塔”空气间隙的试验结果。; 从图中可以看出，随着气隙长度的增大，“棒-板”气隙的平均击穿场强明显降低，即存在“饱和”现象。;当气隙的击穿场强“饱和”时，再增大“棒-板”气隙的长度，已不能有效地提高其工频击穿电压。 各种气隙的工频击穿电压分散性一般不大，其标准偏差?值不会超过2%-3%。 ; 在雷电冲击??压作用下，“棒-棒”和“棒-板”气隙的50％冲击击穿电压与极间距离d的关系如图2－8所示。 ; 气隙长度更大的实验结果见图2－9。;四、操作冲击电压 ;随着输电电压的不断提高： 额定电压超过220kV的超高压输电系统，应按操作过电压下的电气特性进行绝缘设计 超高压电力设备也应采用操作冲击电压来进行高压试验; (1)操作冲击电压波形对气隙的电气强度有很大的影响，击穿电压U50%(s)与波前时间Tcr的关系曲线呈现“U”形，在某一最不利的波前时间Tc下，出现极小值。; (2)气隙的操作冲击电压不但远低于雷电冲击电压，在某些波前时间范围内，甚至比工频击穿电压还要低。 ;(4)操作冲击电压下的气隙击穿电压和放电时间的分散性都要比雷电冲击电压下大得多。;小 结;对空气密度的校正 ; 前面介绍的不同气隙在各种电压下的击穿特性均对应于标准大气条件和正常海拔高度。;压力：p0=101.3kPa(760mmHg)； ; 上式不仅适用于气隙的击穿电压，也适用于外绝缘的沿面闪络电压。; 在进行高压试验时，也往往要根据实际试验时的大气条件，将试验标准中规定的标准大气条件下的试验电压值换算得出实际应加的试验电压值。;一、对空气密度的校正;实验表明，当 处于0.95～1.05的范围内时，气隙的击穿电压几乎与 成正比，即此时的空气密度校正因数 ，因而：;气隙不很长(例如不超过1m)时：上式能足够准确地适用于各种电场型式和各种电压类型下作近似的工程估算。; 除了在气隙长度不大、电场也比较均匀或长度虽大、但击穿电压仍随气隙长度呈线性增大(如雷电冲击电压)的情况下，上式仍可适用外，其他情况下的空气密度校正因数应按下式求取：;二、对湿度的校正;在均匀和稍不均匀电场中，放电开始时，整个气隙的电场强度都较大，电子的运动速度较快，不易被水气分子所俘获，因而湿度的影响就不太明显，可以忽略不计。 例如用球隙测量高电压时，只需要按空气相对密度校正其击穿电压就可以了，而不必考虑湿度的影响。;在极不均匀电场中，湿度的影响就很明显了，这时可以用下面的湿度校正因数来加以修正：;三、对海拔的校正; 我国国家标准规定：对于安装在海拔高于1000m、但不超过4000m处的电力设施外绝缘，其试验电压U应为平原地区外绝缘的试验电压Up乘以海拔校正因数足Ka即：;在不同大气条件和海拔高度下所得出的击穿电压实测数据都必须换算到某种标准条件下才能互相进行比较。 对空气密度、湿度和海拔，分别有不同的校