高电压技术 第三章 稳态电压下的击穿

Chapter3.气隙的击穿特性均匀直流电场的击穿特性稍不均匀电场气隙的击穿特性o球间隙极不均匀电场气隙的击穿特性o直流电压o工频交流电压一、均匀直流电场的击穿特性均匀电场只有一种，那就是消除了电极边缘效应的平板电极之间的电场。如果平板间距很大，则为了消除电极边缘效应，必须将电极的尺寸选得很大，这是不现实的。因此工程中一般极间距离（d）不大。均匀电场：两个电极形状完全相同且对称布置，因而不存在极性效应。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击穿电压的分散性很小，伏秒特性很快就变平，冲击系数＝1•如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：相应的平均击穿场强：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。球间隙若球间距离d，球极直径为DdD/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范围内工作在各种各样的极不均匀电场气隙中：“棒－棒”气隙：完全对称性“棒－板”气隙：最大不对称性其它类型不均匀电场气隙击穿特性介于这两种之间。对于实际工程中遇到的各种极不均匀电场气隙来说，均可按其电极的对称程度分别选用“棒-棒”或“棒-板”两种典型气隙的击穿特性曲线来估计其电气强度。三、极不均匀电场的击穿特性－直流电压“棒－棒”和“棒－板”击穿特性见图。可以看出：“棒－板”负极性击穿电压大大高于正极性击穿电压。四、极不均匀电场的击穿特性－工频交流电压升压方式：电压慢慢升高，直至发生击穿。升压的速率一般控制在每秒升高预期击穿电压值的3％。“棒-棒”气隙的工频击穿电压要比“棒-板”气隙高一些，因为相对而言，“棒-棒”气隙的电场要比“棒-板”气隙稍为均匀一些。•如图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。•如图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%。小结均匀电场o消除电极边缘效应的平板电极o板间距离d一般不大o击穿特性符合巴申定律稍不均匀电场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直流电压下“棒－板”负极性击穿电压大大高于正极性击穿电压工频交流电压下“棒-棒”气隙的击穿电压要比“棒-板”气隙高一些