極不均勻電場氣隙的擊穿特性課件

1、第二節(jié) 極不均勻電場氣隙的擊穿特性直流電壓 工頻交流電壓 雷電沖擊電壓 操作沖擊電壓“棒棒”氣隙：完全對稱性 “棒板”氣隙：最大不對稱性 其它類型不均勻電場氣隙擊穿特性介于這兩種之間。 對于實際工程中遇到的各種極不均勻電場氣隙來說，均可按其電極的對稱程度分別選用“棒-棒”或“棒-板”兩種典型氣隙的擊穿特性曲線來估計其電氣強度。在各種各樣的極不均勻電場氣隙中：一、直流電壓 “棒棒”和“棒板”擊穿特性見圖2-4。 可以看出：“棒板”負極性擊穿電壓大大高于正極性擊穿電壓。l二、工頻交流電壓l升壓方式： l電壓慢電壓慢慢升高，直至發(fā)生擊穿。升壓的速率一般控制在每秒升高預期擊穿電壓值的3。 l “棒-棒

2、”氣隙的工頻擊穿電壓要比“棒-板”氣隙高一些，因為相對而言，“棒-棒”氣隙的電場要比“棒-板”氣隙稍為均勻一些。 圖2-6是空氣中棒間隙的工頻擊穿電壓與氣隙長度的關系曲線，可以看出，在氣隙長度d不超過1m時，“棒-棒”與“棒-板”氣隙的工頻擊穿電壓幾乎一樣，但在d進一步增大后，二者的差別就變得越來越大了。 圖2-7是空氣間隙更長時的試驗數(shù)據(jù)，為了進行比較，圖中同時繪有“導線-導線”和“導線-桿塔”空氣間隙的試驗結果。 從圖中可以看出，隨著氣隙長度的增大，“棒-板”氣隙的平均擊穿場強明顯降低，即存在“飽和”現(xiàn)象。l當氣隙的擊穿場強“飽和”時，再增大“棒-板”氣隙的長度，已不能有效地提高其工頻擊穿

3、電壓。 l各種氣隙的工頻擊穿電壓分散性一般不大，其標準偏差值不會超過2%-3%。 在1.5/40uS雷電沖擊電壓作用下，“棒-棒”和“棒-板”氣隙的50沖擊擊穿電壓與極間距離d的關系如圖28所示。 三、雷電沖擊電壓 氣隙長度更大的實驗結果見圖29。對于1.2/50uS標準沖擊電壓波上述兩圖亦適用。 由圖可見，“棒板”氣隙的沖擊擊穿電壓具有明顯的極性效應，棒極為正極性的擊穿電壓比負極性時數(shù)值低得多。四、操作沖擊電壓 我國采用如圖117所示的250/2500us標準操作沖擊波形。 隨著輸電電壓的不斷提高： 額定電壓超過220kV的超高壓輸電系統(tǒng)，應按操作過電壓下的電氣特性進行絕緣設計 超高壓電力設

4、備也應采用操作沖擊電壓來進行高壓試驗 下面來看一下極不均勻電場長氣隙時操作沖擊電壓下的擊穿具有的特點： (1)操作沖擊電壓波形對氣隙的電氣強度有很大的影響，擊穿電壓U50%(s)與波前時間Tcr的關系曲線呈現(xiàn)“U”形，在某一最不利的波前時間Tc下，出現(xiàn)極小值。 (2)氣隙的操作沖擊電壓不但遠低于雷電沖擊電壓，在某些波前時間范圍內，甚至比工頻擊穿電壓還要低。 各種類型作用電壓下，以操作沖擊電壓下的電氣強度最小。在確定電力設施的空氣間距時，必須考慮到這一重要情況。 (4)操作沖擊電壓下的氣隙擊穿電壓和放電時間的分散性都要比雷電沖擊電壓下大得多。 (3)極不均勻電場長氣隙的操作沖擊擊穿特性具有顯著的“飽和特征”，而其雷電沖擊擊穿特性卻是線性的。電氣強度最差的正極性“棒板”氣隙的飽和現(xiàn)象最為嚴重，尤其是在氣隙長度大于5m以后，這對特高壓輸電技術來說，是一個極其不利的制約因素。小 結（本節(jié)完）直流電壓下“棒板”負極性擊穿電壓大大高于正極性擊穿電壓 工頻交流電壓下“棒-棒”