氣體介質(zhì)電氣強度

1、關(guān)于氣體介質(zhì)的電氣強度第一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月氣體放電的物理過程：氣體中帶電質(zhì)點的產(chǎn)生、湯遜放電、流注放電、電暈放電、沿面放電（微觀特性）工程上，要用擊穿特性表示（擊穿場強，擊穿電壓）（宏觀特性）第二章 氣體介質(zhì)的電氣強度第二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1 均勻和稍不均勻電場氣隙的擊穿特性2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性2.3 大氣條件對氣隙擊穿特性的影響及其校正2.4 提高氣體介質(zhì)電氣強度的方法2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備第二章 氣體介質(zhì)的電氣強度第三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1 均勻和稍不均勻電場氣隙的擊穿特性平行板電極(

2、消除邊緣效應(yīng))工程上很少有極間距很大的均勻電場氣隙均勻電場中的擊穿電壓第四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月a、分散性小 直流、交流、50%沖擊擊穿電壓基本相同b、均勻電場中空氣的電氣強度大致為：30kV(峰值)/cm 經(jīng)驗公式為： d：間隙距離； ：空氣相對密度2.1 均勻和稍不均勻電場氣隙的擊穿特性均勻電場中的擊穿電壓第五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 a、典型的稍不均勻電場 球隙、同軸圓筒、氣體絕緣組合電器中的分相封閉母線筒2.1 均勻和稍不均勻電場氣隙的擊穿特性稍不均勻電場中的擊穿電壓第六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1 均勻和稍不均勻電場氣隙的擊穿

3、特性稍不均勻電場中的擊穿電壓以球隙為例分析擊穿特性 第七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1 均勻和稍不均勻電場氣隙的擊穿特性稍均勻電場中的擊穿電壓以球隙為例分析擊穿特性 關(guān)鍵點D越大，電場越均勻，擊穿場強越高直流、交流、沖擊電壓基本相同第八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月常見的極不均勻電場氣隙 工程上的極不均勻電場氣隙，均可以用兩類極端的模型表示，實際的工程應(yīng)用可依據(jù)這兩類電場類型的測量值進行推算： a).棒-棒電極（完全對稱結(jié)構(gòu)） 2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性第九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月常見的極不均勻電場氣隙 工程上的極不均勻電場氣隙，均可以用

4、兩類極端的模型表示，實際的工程應(yīng)用可依據(jù)這兩類電場類型的測量值進行推算： b).棒-板電極（完全不對稱結(jié)構(gòu)） 2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性第十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 直流電壓2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性顯著特征：極性效應(yīng)平均擊穿場強：正極性棒-板間隙：7.5kV/cm負極性棒-板間隙：20kV/cm棒-棒間隙：8.5kV/cm稍短間隙第十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性顯著特征：極性效應(yīng)平均擊穿場強：正極性棒-板間隙：4.5kV/cm負極性棒-板間隙：10kV/cm正極性棒-棒間隙：4.8kV/cm1. 直流電壓

5、較長間隙第十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 工頻交流電壓特點：1、棒-板間隙擊穿總是在棒的極性為正時擊穿。2、擊穿電壓與距離近似成直線關(guān)系，大間隙下?lián)舸╇妷河酗柡挖厔荩ㄒ姾箜摚?、平均擊穿場強棒-棒間隙：3.8kV(有效值)/cm棒-板間隙：3.35kV(有效值)/cm 2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性第十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月顯著特征：飽和特性2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性長間隙第十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 雷電沖擊電壓2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性第十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 雷電沖擊電壓2.

6、2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性第十六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 雷電沖擊電壓2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性特點：1、棒-板間隙沖擊擊穿電壓具有明顯的極性效應(yīng)；正棒擊穿電壓比負棒低得多。2、棒-棒間隙也有不大的極性效應(yīng)，這是由于大地的影響，使不接地的那個電極附近電場增強。第十七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 操作沖擊電壓2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性第十八張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 操作沖擊電壓2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性第十九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 操作沖擊電壓第2節(jié) 極不均勻電場氣隙的擊穿特性第二十

7、張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 操作沖擊電壓2.2 極不均勻電場氣隙的擊穿特性特點：1、50%的操作沖擊電壓依賴于沖擊電壓的上升時間Tcr。2、50%的操作沖擊電壓并非介于雷電沖擊電壓和工頻交流擊穿電壓之間。它遠低于雷電沖擊電壓，甚至在某些上升時間范圍內(nèi)，還低于工頻交流擊穿電壓。3、飽和特性4、分散性更大（可以理解為伏秒特性帶寬更寬）。第二十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月高海拔地區(qū)的高緯度地區(qū)沿海地區(qū)2.3 大氣條件對氣隙擊穿特性的影響及其校正為何要對不同大氣條件下的擊穿特性進行校正第二十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月我國國標規(guī)定的標準大氣條件2.3

8、 大氣條件對氣隙擊穿特性的影響及其校正壓力：101.3 kPa溫度：293 K絕對濕度：11 g/m大氣條件改變，如在高海拔地區(qū)，氣壓、氣體密度、溫度、濕度等條件均改變。在此條件下測量的氣隙擊穿數(shù)據(jù)與在標準大氣條件下所測數(shù)據(jù)不具有可比性。第二十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3 大氣條件對氣隙擊穿特性的影響及其校正空氣密度校正因數(shù)濕度校正因數(shù)采用校正的方法第二十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 對空氣密度的校正2.3 大氣條件對氣隙擊穿特性的影響及其校正適用于短氣隙(1 m)適用于長氣隙情況式中的m是與電極形狀、氣隙長度、電壓類型及極性有關(guān)的值，應(yīng)用時可查閱國家

9、標準。第二十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 對濕度的校正2.3 大氣條件對氣隙擊穿特性的影響及其校正大氣中的水分可以吸附電子形成負離子，抑制放電的發(fā)生。均勻電場或稍不均勻電場：濕度對這類電場的影響不大。極不均勻電場：濕度對這類電場的影響較大。需用濕度校正因數(shù)加以修正。k與絕對濕度和電壓類型有關(guān)與電極形狀、氣隙長度、電壓類型及其極性有關(guān)第二十六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 對海拔高度的校正第3節(jié) 大氣條件對氣隙擊穿特性的影響及其校正 我國幅員遼闊，運行于高海拔地區(qū)的電力設(shè)施不占少數(shù)。特別是近年來的西部開發(fā)和青藏鐵路的建設(shè)，大量的電氣設(shè)備涌入西部的高海拔地區(qū)。1

10、000 mH1 Mpa.mm，上式近似的?。簆：氣壓Mpa， d：極間距離，mm則100 kPa時的擊穿場強約為88.5 kV/cm，是空氣的3倍。2.六氟化硫氣體的擊穿特性a. 均勻和稍不均勻電場中SF6的擊穿第四十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備2.六氟化硫氣體的擊穿特性氣壓對擊穿特性的影響均勻和稍不均勻電場第四十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備2.六氟化硫氣體的擊穿特性b.極不均勻電場中SF6的擊穿極不均勻電場第四十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備2.

11、六氟化硫氣體的擊穿特性粗糙度對擊穿特性的影響關(guān)鍵詞毛刺凸起電極粗糙度面積效應(yīng)第四十五張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備2.六氟化硫氣體的擊穿特性導(dǎo)電微粒對擊穿特性的影響-+第四十六張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備2.六氟化硫氣體的擊穿特性表面電荷對擊穿特性的影響-+表面電荷第四十七張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備3.六氟化硫理化特性方面的若干問題a. 液化問題SF6高壓斷路器工作氣壓0.7 MPa；GIS工作氣壓0.45 MPa。-20-40第四十八張，PPT共五十

12、八頁，創(chuàng)作于2022年6月b. 毒性分解物SF4:無色，有刺激氣味，與水作用生成HF，有毒。S2F10:無色、易揮發(fā)、劇毒。SOF2：無色，有刺激性，有毒。SO2F2：無色，無味，有毒。SOF4：無色、有刺激性氣味，有毒。SF2：化學(xué)性能不穩(wěn)定，有毒。在GIS中放入吸附劑（如活性氧化鋁等），吸附有毒物質(zhì)和水2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備3.六氟化硫理化特性方面的若干問題第四十九張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 GIS中對微水含量要求十分嚴格，超標的水分與SF6分解物反應(yīng)，容易生成氫氟酸，腐蝕電極和固體介質(zhì)。 含水量一般在100 ppm以內(nèi)。c. 含水量2.5 六氟化硫和氣體絕緣電

13、氣設(shè)備3.六氟化硫理化特性方面的若干問題第五十張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備常見的廉價氣體，如氮氣、二氧化碳、空氣等，混入很少量的六氟化硫，即可提高其擊穿電壓。解決高寒地區(qū)的SF6氣體液化問題。d. 六氟化硫混合氣體3.六氟化硫理化特性方面的若干問題第五十一張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備4.氣體絕緣電氣設(shè)備a. 封閉式氣體絕緣組合電器(GIS)GIS由斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘、互感器、避雷器、母線和出線終端等部件組合而成，全部封閉在充SF6氣體的金屬外殼中。GIS的優(yōu)點：占地少適合我國國情；運行安全可

14、靠，外殼接地，不會誤傷運行人員；防污能力強不受風(fēng)霜雨雪的侵襲；安裝簡便、檢修周期長。國產(chǎn)：西安西開高壓電氣公司，沈陽開關(guān)廠，河南平高電氣公司，新東北電氣合資：河南東芝、山東魯能恩翼帕瓦進口：日本TMT&D， BBC，ABB，日本三菱第五十二張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè)備4.氣體絕緣電氣設(shè)備b. 氣體絕緣管道輸電線(GIC)GIC的優(yōu)點：電容小GIC的電容只有充油電纜的1/4左右，故容抗大，容性電流小，傳輸距離長；介質(zhì)損耗小；導(dǎo)體截面積大，傳輸容量大；能夠用于大落差的場合。第五十三張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 六氟化硫和氣體絕緣電

15、氣設(shè)備4.氣體絕緣電氣設(shè)備c. 氣體絕緣變壓器(GIT)GIT的優(yōu)點：GIT是防暴型變壓器，非常適合于城市高層建筑的供電和用于地下礦井等有防火防爆要求的場合；氣體傳遞振動能力小于液體，GIT的噪聲??；氣體介質(zhì)不會老化，簡化了維護進程；其他應(yīng)用：氣體絕緣開關(guān)柜等第五十四張，PPT共五十八頁，創(chuàng)作于2022年6月本章主要知識點均勻和稍不均勻電場氣隙的擊穿特性 均勻電場氣隙中，空氣的平均擊穿場強； 稍不均勻電場氣隙中（球隙），空氣的擊穿特性；極不均勻電場氣隙的擊穿特性 直流、交流、沖擊（雷電/操作）下，氣隙擊穿的基本特性； 極性效應(yīng)；飽和特性；大氣條件對氣隙擊穿特性的影響及其校正 空氣密度、濕度、海拔高度校正的原因及方法；提高氣體介質(zhì)電氣強度的方法 改進電極形狀以改善電場分布； 采用屏障； 采用高氣壓、高電氣強度氣體、高真空，利用空間電荷效應(yīng)；第五十五張，PPT共五十八