气体电介质的击穿特性.ppt

长间隙不均匀电场中的放电过程（d＞1m时）1.先导放电阶段具有热游离过程的通道称为先导通道。2.主放电阶段温度更高、电导更大，轴向电场更小的等离子体火花通道。此时，间隙接近于短路状态，气隙完全丧失了绝缘性能。第13页,共37页，星期六，2024年，5月结论：a、长间隙的放电通常分为电子崩、流注、先导放电和主放电四个阶段。b、短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩、流注和主放电三个阶段。c、长间隙放电时，炽热的导电通道是在放电发展的过程中建立的，而不是在整个间隙被流注通道贯穿后建立的，先导过程与主放电过程就发展得越充分，所以长间隙的平均击穿场强远小于短间隙的平均击穿场强。第14页,共37页，星期六，2024年，5月持续电压作用下空气的击穿电压空气间隙的击穿场强主要取决于外加电压的种类、电场的均匀程度及气体的状态。电力工程中的空气间隙一般会受到三种电压的作用：持续电压、雷电冲击电压、操作冲击电压持续电压作用下间隙的击穿电压与放电发展的时间无关，在电场形式、气体的状态等其他条件不变的情况下，只取决于间隙的距离

第15页,共37页，星期六，2024年，5月特点：电压变化的速度和间隙中放电发展的速度相比极小，故放电发展所需的时间可以忽略不计，只要作用于间隙的电压达到击穿电压，间隙就会发生击穿。直流电压：直流中所含脉动分类的脉动系数（脉动幅值与直流电压的平均值之比）不大于3%。直流电压的大型指直流电压的平均值。持续电压指直流电压或工频交流电压交流电压：波形接近正弦波，正、负两半波相同，峰值与有效值之比为，偏差不超过。第16页,共37页，星期六，2024年，5月一、均匀电场中的击穿电压因电场对称，所以击穿电压无极性效应。因击穿前间隙各处场强相等，击穿前无电晕发生，起始放电电压等于击穿电压。不论何种电压（直流、交流、正负50%冲击电压）作用，其击穿电压（峰值）都相同，且分散性很小。在标准大气条件下（d为1cm左右时)，均匀电场中空气的电气强度约为30kV/cm（峰值）。第17页,共37页，星期六，2024年，5月二、稍不均匀电场中的击穿电压稍不均匀电场中各处的场强差异不大，间隙中任何一处若出现自持放电，必将立即导致整个间隙的击穿。所以对于稍不均匀电场，任何一处自持放电的条件，就是整个间隙击穿的条件。电场不对称时，击穿电压有弱极性效应。击穿前有电晕发生，但不稳定，一旦出现电晕，立即导致整个间隙击穿。间隙距离一般不很大，放电发展所需时间短。直流击穿电压、交流击穿电压、正负50%冲击击穿电压几乎一致，且分散性不大。不均匀系数：间隙中的最大场强与平均场强之比，稍不均匀电场4第18页,共37页，星期六，2024年，5月稍不均匀电场的击穿电压与电场均匀度关系极大，没有能概括各种电极结构的统一的经验公式。通常是对一些典型的电极结构做出一批实验数据，实际的电极结构只能从典型电极中选取类似结构进行估算。电场越均匀，同样间隙距离下的击穿电压越高，其极限就是均匀电场中的击穿电压。第19页,共37页，星期六，2024年，5月三、极不均匀电场中的击穿电压对电极形状不对称的不均匀电场，有明显的极性效应。由于存在局部强场区，故间隙击穿前有稳定的电晕发生，间隙的起始放电电压小于击穿电压。因间隙距离长，放电发展所需时间长。故外加电压的波形对击穿电压影响大，击穿电压的分散性大。极不均匀电场击穿电压的特点：电场不均匀程度对击穿电压的影响减弱（由于电场已经极不均匀），间隙距离对击穿电压的影响增大。可以选择电场极不均匀的极端情况，棒－板和棒－棒作为典型电极结构，它们得击穿电压具有代表性。工程上遇到极不均匀电场时，可根据典型电极的击穿电压数据做简单的估算。第20页,共37页，星期六，2024年，5月（1）直流电压下（有极性效应）图2-13同样间隙距离下不同间隙类型的击穿电压比较：负棒—正板棒—棒正棒—负板（2）工频电压下（有极性效应）图2-14(d2cm)棒—板间隙的击穿总是发生在棒极性为正时的半个周期且电压达峰值时，击穿电压（峰值）和直流下正棒负板时的击穿电压相近。第21页,共37页，星期六，2024年，5月棒—棒间隙的平均击穿场强约为5.36kV/cm(幅值)，棒—板间隙的约为4.8kV/cm(幅值)d2cm,击穿电压具有“饱和现象,导致间隙距离增大的同时其平均击穿场强却随之降低，这对输电电压等级的提高不利，棒－板：d＝1m，5kV/cmd＝l０m，2kV/cm第22页,共37页，星期