气体间隙击穿电压及提高方法.ppt

第九节：提高气体间隙击穿电压的措施

4高气压的采用-均匀电场中空气压力提高到1~1.5MP时，其介电强度与变压器油、电瓷接近1）总体趋势：压力增大时击穿电压增大2）压力大于1MP时，击穿电压偏离巴申定律3）电极表面状况有影响=》老炼4）阴极强场放射有影响（因为场强很高）5）随着气压增加，击穿电压上升减缓：电极表面电离或热电离为主第28页,共32页，星期六，2024年，5月第九节：提高气体间隙击穿电压的措施

4高气压的采用-不均匀电场中总体趋势：压力增大时击穿电压增大电场不均匀程度增加，击穿电压将剧烈下降极不均匀电场中正极性下击穿电压出现极大值：压力增加到一定程度，正离子不易扩散，剧烈加强了前方电场,而负极性下电子容易扩散。湿度增加时，击穿电压明显下降第29页,共32页，星期六，2024年，5月第九节：提高气体间隙击穿电压的措施

4高气压的采用-注意事项尽可能改进电极形状，改善电场分布电极应仔细加工，抛光、镀铬气体要长时间净化除尘除水选择正确气压第30页,共32页，星期六，2024年，5月第九节：提高气体间隙击穿电压的措施

5高介电强度气体的采用采用SF6等电负性气体：电子容易被俘获形成负离子气体分子量大、体积大，使电子平均自由程减小电子与这些气体分子相遇时，使气体分子产生极化而消耗了电子的能量第31页,共32页，星期六，2024年，5月第九节：提高气体间隙击穿电压的措施

6高真空的采用通过削弱间隙中的碰撞电离达到增高击穿电压的目的剩余压力低于10-4（133Pa）时击穿场强很高真空击穿理论：场致发射引发击穿；微粒引发击穿第32页,共32页，星期六，2024年，5月HVEMCLaboratoryNorthChinaElectricPowerUniversityHVEMCLaboratoryNorthChinaElectricPowerUniversity第六节：持续作用电压下空气的击穿电压

6.1击穿电压的影响因素气体种类：空气和高介电强度气体电压种类：持续作用电压、冲击电压电场分布：当间隙距离相同时，电场越均匀击穿电压越高气体状态：一般要折算到标准大气状态第2页,共32页，星期六，2024年，5月分散性小：直流、交流、50%冲击击穿电压基本相同均匀电场中空气的电气强度大致为(d1cm)30kV(峰值)/cm经验公式为：d：间隙距离；：空气相对密度第六节：持续作用电压下空气的击穿电压

6.2均匀电场中的击穿电压第3页,共32页，星期六，2024年，5月第六节：持续作用电压下空气的击穿电压

6.2均匀电场中的击穿电压第4页,共32页，星期六，2024年，5月第六节：持续作用电压下空气的击穿电压

6.3稍不均匀电场一般规律：极性效应不明显；直流、交流、冲击电压下击穿电压相同；击穿电压和电场不均匀程度有极大关系，越均匀击穿电压越高。击穿电压估算：第5页,共32页，星期六，2024年，5月球-球间隙当距离小于直径的1/4时，电场相当均匀。不接地球附近的电场最强：当不均匀程度增加时，不接地电极电场强；由于不能形成稳定的电晕，空间电荷作用不明显，因而电晕起始电压=击穿电压，不接地电极为正时击穿电压高。极性效应：负极性击穿电压低，与极不均匀电场的结论相反第6页,共32页，星期六，2024年，5月球-板间隙距离d大于d’之前：随着距离的增加，开始时击穿电压与电晕起始电压重合，但电场越来越不均匀，击穿电压上升陡度降低。距离d大于d’之后：出现电晕，击穿电压上升陡度明显增大；无论球的直径，击穿电压均接近针板电极的击穿电压；球板的击穿电压甚至低于针板的击穿电压：针板的空间电荷改善了电场第7页,共32页，星期六，2024年，5月同轴圆柱间隙内径较小时有电晕，击穿电压大于起晕电压外径不变，内径变化时击穿电压有极大值：内径越小，间隙的距离增大；但电场越不均匀。第8页,共32页，星期六，2024年，5月垂直圆柱间隙因电场比球隙的均匀，击穿电压大于同直径球隙第9页,共32页，星期六，2024年，5月击穿电压击穿电压估算：Emax：通常可取30kV/cm，实际上与电极布置有关，可通过经验公式计算。F：不均匀系数，可根据静电场计算或电解槽试验求得。第10页,共32页，星期六，2024年，5月第六节：持续作用电压下空气的击穿电压

6.4极不均匀电场中的击穿电压一般规律：间距很大，电极影响不大，都接近于棒-板间隙；极性效应明显；分散性很大，不同电压波形下差异明显。直流电压：正棒负板棒-棒负棒正板。工频电压