氣體間隙的擊穿強演示文稿

第章氣體間隙的擊穿強度演示文稿本文檔共122頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期日\17點9分第章氣體間隙的擊穿強度本文檔共122頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期日\17點9分氣體擊穿電壓與電場分布有關(guān)

均勻、稍不均勻、極不均勻氣體擊穿電壓與電壓形式有關(guān)

直流、交流、雷電沖擊、操作沖擊氣體擊穿電壓與氣體種類有關(guān)空氣、電負(fù)性氣體氣體擊穿電壓與氣體狀態(tài)有關(guān)氣體的氣壓、溫度、濕度、海拔高度影響氣體間隙擊穿電壓的主要因素本文檔共122頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期日\17點9分氣體放電理論可以解釋規(guī)律，不能準(zhǔn)確計算間隙擊穿電壓。怎么辦呢？典型電極結(jié)構(gòu)實際電極布置試驗數(shù)據(jù)本文檔共122頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期日\17點9分3.1穩(wěn)態(tài)電壓下的擊穿穩(wěn)態(tài)電壓：直流與工頻電壓均為持續(xù)作用的電壓，這類電壓隨時間的變化率很小，在放電發(fā)展所需時間內(nèi)（以微秒計），外施電壓的變化可忽略不計的電壓。本文檔共122頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期日\17點9分3.1.1均勻電場中的擊穿均勻場工程實踐中非常少見！為什么呢？靜電電壓表式中d—間隙距離，cm；δ—空氣相對密度。均勻電場中空氣的擊穿場強（峰值）為30kV/cm。本文檔共122頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期日\17點9分在均勻電場中，從自持放電開始到間隙完全擊穿的放電時延可以忽略不計，因此相同間隙的直流擊穿電壓與工頻擊穿電壓（幅值）都相同，且擊穿電壓的分散性也較小。均勻電場中空氣間隙的擊穿電壓經(jīng)驗公式為：（kV）圖穩(wěn)態(tài)電壓作用時空氣間隙的擊穿電壓的峰值Ub與極間距離d的關(guān)系均勻電場的擊穿特點是擊穿前無電暈，無極性效應(yīng)，直流、交流、正負(fù)沖擊電壓的擊穿電壓是相同的，均可用此經(jīng)驗公式計算。Ub隨著d的增大而顯著增加；Eb基本不變，但隨著d過大，電場的均勻強度減弱，則Eb會稍稍下降。在d=1～10cm

的范圍內(nèi)，其擊穿場強約30kV/cm。本文檔共122頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期日\17點9分本文檔共122頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期日\17點9分特點：（1）均勻電場中電極布置對稱，擊穿無極性效應(yīng)；（2）均勻場間隙中各處電場強度相等，擊穿所需時間極短，其直流擊穿電壓、工頻擊穿電壓峰值、50%沖擊擊穿電壓相同；（3）擊穿電壓的分散性很小。本文檔共122頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期日\17點9分⒈特點擊穿前不能形成穩(wěn)定的電暈放電；電場不對稱時，有極性效應(yīng)，不很明顯；直流、工頻下的擊穿電壓(幅值)以及50％沖擊擊穿電壓相同，分散性不大；擊穿電壓和電場均勻程度關(guān)系極大，電場越均勻，同樣間隙距離下的擊穿電壓就越高。典型電極球—球間隙、球—板間隙、圓柱—板、同軸圓柱間隙3.1.2稍不均勻電場中的擊穿本文檔共122頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期日\17點9分加拿大魁北克省水電局研究所高電壓試驗室尺寸82×67×51.2m3（1）球間隙（eg：高壓實驗室中的測量球隙）本文檔共122頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期日\17點9分12若兩球?qū)ΨQ布置，其中任何一球都不接地，測量對地對稱的直流電壓時，無極性效應(yīng)，但通常是一球接地使用，如圖1.12所示，由于大地的影響，電場分布不對稱，因而有極性效應(yīng)。本文檔共122頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期日\17點9分13圖3-3一球接地時，直徑為D的球隙的擊穿電壓Ub與間隙距離d的關(guān)系當(dāng)d<D/4時，擊穿特性與均勻電場相似，無極性效應(yīng)；

dD/4時，電場不均勻度增大，大地對球隙中電場分布的影響加大，平均擊穿場強減小，擊穿電壓的分散性增大。極性效應(yīng)：稍不均勻電場中，電暈起始電壓就是其擊穿電壓，所以起暈電壓較低的負(fù)極性下?lián)舸╇妷郝缘陀谡龢O性下的數(shù)值。本文檔共122頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期日\17點9分（2）同軸圓柱電極（eg：高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器、單芯電纜、GIS分相母線）（1）r/R<0.1時，極不均勻電場，擊穿前先出現(xiàn)電暈，且Uc的值很低，因此上述電氣設(shè)備均不設(shè)計在這一r/R范圍內(nèi)。（2）r/R>0.1時，稍不均勻電場，擊穿前不出現(xiàn)電暈，且由圖可見，當(dāng)r/R≈0.33時擊穿電壓出現(xiàn)極大值（上述電氣設(shè)備在絕緣設(shè)計時盡量將r/R選取0.25~0.4的范圍內(nèi)）。d:間距

f:不均勻系數(shù)Em:最大場強

本文檔共122頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期日\17點9分同軸圓柱擊穿電壓隨r變化出現(xiàn)極大值可解釋為：當(dāng)r很大時雖然電場均勻度接近1，但因氣隙距離d＝（R－r）很小，所以Ub很低；若r過小，雖然此時d增大，但由于電場不均勻度增大，也會使Ub下降。本文檔共122頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期日\17點9分（3）其他形狀的電極布置球狀電極的電場不均勻系數(shù)大于相同半徑的圓柱電極；間隙距離增大時，電場不均勻系數(shù)也增大。本文檔共122頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期日\17點9分3.1.3極不均勻場中的擊穿在間隙很大時，不同形狀電極的間隙擊穿電壓差別并不大，在一極接地時都接近于棒-板電極擊穿數(shù)據(jù)。因此通常選取尖-板和尖-尖作為典型電極，分別用來估算工程中不對稱布置和對稱布置時所需的絕緣距離。

不對稱布置的極不均勻場間隙的極性效應(yīng)很明顯，而且其擊穿的極性效應(yīng)與稍不均勻場間隙相反。本文檔共122頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期日\17點9分在各種各樣的極不均勻電場氣隙中：“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。本文檔共122頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期日\17點9分+-正棒—負(fù)板間隙的擊穿電壓最低負(fù)棒—正板間隙的擊穿電壓最高棒—棒間隙的擊穿電壓介于兩者之間。（間隙距離減小，不均勻度減?。O不均勻電場的擊穿特性－直流電壓本文檔共122頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期日\17點9分“棒一棒”氣隙的工頻擊穿電壓要比“棒一板”氣隙高一些，因為相對而言，“棒－棒”氣隙的電場要比“棒一板”氣隙稍微均勻一些，（后者的最大場強區(qū)完全集中在棒板附近，而前者則由兩個棒極來分?jǐn)偅┍疚臋n共122頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期日\17點9分由于棒—板間隙的擊穿總是發(fā)生在棒級為正時的半個周期且電壓達(dá)幅值時，故其擊穿電壓（峰值）和直流下正棒—負(fù)板時的擊穿電壓相近。在電氣設(shè)備上，應(yīng)盡量采用棒-棒類對稱型的電極結(jié)構(gòu)，而避免棒-板類不對稱的電極結(jié)構(gòu)。極不均勻電場的擊穿特性－工頻交流電壓本文檔共122頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期日\17點9分1、均勻電場的擊穿特點擊穿前無電暈、無極性效應(yīng)、各種電壓作用時其擊穿電壓（峰值）都相同。2、稍不均勻電場的擊穿特點擊穿前無穩(wěn)定電暈、極性效應(yīng)不明顯、各種電壓作用下的擊穿電壓幾乎一致。3、極不均勻電場的擊穿特點擊穿前有穩(wěn)定的電暈、有明顯的極性效應(yīng)、各種電壓波形對擊穿電壓影響很大。小結(jié)：本文檔共122頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期日\17點9分

沖擊電壓就是作用時間極為短暫的電壓，一般指雷電沖擊和操作沖擊電壓。前者是由雷電造成的幅值高、陡度大、作用時間極短的沖擊電壓；后者是由電力系統(tǒng)操作或發(fā)生事故時，因狀態(tài)發(fā)生突然變化引起的持續(xù)時間較長、幅值高于系統(tǒng)相電壓幾倍的沖擊電壓。

下面分別討論雷電沖擊電壓和操作沖擊電壓下氣隙的擊穿特性。本文檔共122頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期日\17點9分3.2雷電沖擊電壓下的擊穿（1）采取措施限制大氣過電壓水平。（2）保證高壓電氣設(shè)備能耐受一定水平的雷電過電壓。本文檔共122頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期日\17點9分

沖擊電壓的標(biāo)準(zhǔn)波形標(biāo)準(zhǔn)雷電波的波形：T1=1.2μs±30％，T2=50μs±20％對于不同極性：+1.2/50μs或-1.2/50μs操作沖擊波的波形：T1=250μs±20％，T2=2500μs±60％對于不同極性：+250/2500μs或-250/2500μs波前時間半峰值時間參數(shù)：波前時間：反映上升速度半峰值時間：反映下降速度注意：雷電電壓具有沖擊性。上升速度和下降速度都非常快。本文檔共122頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期日\17點9分氣隙擊穿的必備條件足夠大的電場強度或足夠高的電壓；在氣隙中存在有效電子；有效電子→引起電子崩并導(dǎo)致流柱和主放電需要有一定的時間，讓放電得以逐步發(fā)展并完成擊穿。持續(xù)電壓（直流、工頻電壓），電壓的變化速度很小。相比之下放電發(fā)展所需時間可以忽略不計，當(dāng)氣體狀態(tài)不變時，一定距離的間隙的擊穿電壓具有確定的數(shù)值。非持續(xù)電壓下（雷電、操作沖擊電壓），因為電壓波來去速度很快，放電發(fā)展速度就不能忽略不計了。間隙的擊穿電壓與作用電壓的波形（即作用時間）有很大關(guān)系。

放電時延本文檔共122頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期日\17點9分直流電壓、工頻交流等持續(xù)作用的電壓，可以滿足上述三個條件；當(dāng)所加電壓為變化速度很快，作用時間很短的沖擊電壓時，因有效作用時間短（以微秒計），此時放電時間就變成一個重要因素。完成擊穿所需放電時間很短的（微秒級）：靜態(tài)擊穿電壓：穩(wěn)態(tài)電壓作用在間隙上能使間隙擊穿的最低電壓。擊穿時間：間隙從開始加壓的瞬時到完全擊穿所需的時間，也稱為全部放電時間。本文檔共122頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期日\17點9分本文檔共122頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期日\17點9分本文檔共122頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期日\17點9分升壓時間t1：電壓從零升到靜態(tài)擊穿電壓所需的時間統(tǒng)計時延ts：從外施電壓達(dá)到Uo時起，到出現(xiàn)一個能引起擊穿的初始電子崩所需的第一個有效電子為止，所需的時間。放電形成時延tf：從出現(xiàn)第一個有效自由電子時起，到放電過程完成所需時間，即電子崩的形成和發(fā)展到流注等所需的時間擊穿時間：td=t1+ts+tf放電時延：tl=ts+tf本文檔共122頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期日\17點9分tst1tftlagtbUutUs第一階段升壓時間t1（0→Us靜態(tài)擊穿電壓）：擊穿過程可能并未開始對于持續(xù)電壓（直流、工頻電壓）：此階段電壓升到Us

，氣隙即及被擊穿；非持續(xù)電壓下（雷電、操作沖擊電壓）：由于t1非常短，即使電壓升到Us

，氣隙也不一定被擊穿。本文檔共122頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期日\17點9分tst1tftlagtbUutUs第二階段統(tǒng)計時延ts（Us→

出現(xiàn)第一個有效電子）：擊穿過程開始，具有統(tǒng)計性由于有效電子的出現(xiàn)是一個隨機(jī)事件，取決于很多偶然因素，所以ts具有分散性。ts每次都不一樣，要確定ts就要記錄多個時間值進(jìn)行統(tǒng)計，故稱為統(tǒng)計時延。ts（平均值）的影響因數(shù)：電極材料、外加電壓、短波光照射、電場情況。本文檔共122頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期日\17點9分tst1tftlagtbUutUs第三階段放電形成時延tf（出現(xiàn)第一個有效電子→氣隙被擊穿

）：具有統(tǒng)計性對于湯遜理論：α過程+γ過程→氣隙被擊穿；對于流注理論：電子碰撞電離+流注的形成→氣隙被擊穿tf的影響因數(shù)：間隙長度、電場均勻度、外加電壓；本文檔共122頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期日\17點9分放電時間構(gòu)成的總結(jié)tst1tftlagtbUutUs總放電時間tbtb＝t1+ts+tf（統(tǒng)計性）放電時延tlagtlag=ts+tf（統(tǒng)計性）本文檔共122頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期日\17點9分電場較均勻時，由于平均場強很高，放電發(fā)展速度快，放電時延近似等于統(tǒng)計時延。極不均勻電場，由于局部場強高（出現(xiàn)有效電子的概率增加），而平均場強較低（放電發(fā)展速度慢），放電時延主要取決于放電形成時延。放電時延還與外加電壓大小有關(guān)，總的趨勢是電壓越高，放電過程發(fā)展的越快，放電時延越短。放電時延與電場均勻度有關(guān)：本文檔共122頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期日\17點9分放電時延服從統(tǒng)計規(guī)律，因此沖擊擊穿電壓具有一定的分散性。工程上常用50%沖擊擊穿電壓U50%表示間隙的沖擊擊穿特性。U50%—間隙被擊穿的概率為50%的沖擊電壓峰值。沖擊擊穿電壓的放電概率一般認(rèn)為服從高斯分布：50％擊穿電壓及沖擊系數(shù)本文檔共122頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期日\17點9分確定間隙的U50%的方法:保持標(biāo)準(zhǔn)波形不變，逐級升高電壓幅值，每級電壓值加10次，直到每10次中有4-6次擊穿，則此電壓可作為該間隙大致的U50%。每級加壓次數(shù)越多，所得的U50%越準(zhǔn)確。U50%與靜態(tài)擊穿電壓U0的比值稱為沖擊系數(shù)β。均勻和稍不均勻電場下，

β≈1；極不均勻電場中，

β>1，沖擊擊穿電壓的分散性也較大。本文檔共122頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期日\17點9分因為U50%只是在一定波形下對應(yīng)于某個固定擊穿時間的擊穿電壓，所以它不能代表任何擊穿時間下間隙的擊穿電壓。即U50%不能全面反映間隙的沖擊擊穿特性。同一間隙在不同波形的沖擊電壓作用下，其U50%是不同的，如無特別說明，一般指用標(biāo)準(zhǔn)波形做出的。本文檔共122頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期日\17點9分圖為標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓下棒—板及棒—棒間隙的U50%和距離的關(guān)系。1.正棒-板2.正棒-棒(接地)3.負(fù)棒-棒(接地)4.負(fù)棒-板棒—板間隙具有明顯的極性效應(yīng)，棒—棒間隙也具有不大的極性效應(yīng)。這是由于大地的影響，使不接地的棒極附近電場增強的緣故。U50%與間隙距離間保持良好的線性關(guān)系。本文檔共122頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期日\17點9分一個間隙要發(fā)生擊穿，不僅需要足夠高的電壓，而且還必須有充分的電壓作用時間。對于沖擊電壓波，氣隙的擊穿電壓與該電壓的波形有很大的關(guān)系。其擊穿電壓不能簡單地用單一的擊穿電壓值表示，而必須用電壓峰值和延續(xù)時間兩者共同表示。同一個氣隙，沖擊電壓的峰值較低但延續(xù)時間較長，在此電壓作用下，可能被擊穿；沖擊電壓的峰值較高但持續(xù)時間較短，可能反而不被擊穿。

伏－秒特性本文檔共122頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期日\17點9分伏秒特性——對某一沖擊電壓波形，間隙上出現(xiàn)的電壓最大值和間隙擊穿時間的關(guān)系曲線。用實驗確定間隙伏秒特性的方法：保持沖擊電壓的波形不變（T1/T2一定），逐漸升高電壓使間隙發(fā)生擊穿，并根據(jù)示波圖記錄擊穿電壓U與擊穿時間t。本文檔共122頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期日\17點9分伏秒特性的制定方法（用實驗方法求?。┍３譀_擊電壓波形不變，逐漸提高沖擊電壓的峰值電壓較低，放電時間長，擊穿發(fā)生在波尾（圖中1、2）電壓較高，放電時間短，擊穿發(fā)生在波頭（圖中3）將1、2、3點連接完成伏秒特性曲線縱坐標(biāo)：沖擊電壓幅值橫坐標(biāo)：放電時間縱坐標(biāo)：沖擊電壓瞬時值橫坐標(biāo)：放電時間本文檔共122頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期日\17點9分擊穿發(fā)生在波前或峰值，取此刻值擊穿發(fā)生在波尾，取峰值未擊穿100%伏秒特性0%伏秒特性50%伏秒特性點：50%沖擊擊穿電壓放電時延具有分散性本文檔共122頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期日\17點9分電場均勻程度對曲線的影響均勻電場不均勻電場Ubtb均勻或稍不均勻電場形狀：曲線較為平坦；原因：由于擊穿時平均場強較高，流注發(fā)展較快，放電時延很短。極不均勻電場形狀：曲線較陡；原因：由于擊穿時平均場強較低，而且流注總是從強場區(qū)向弱場區(qū)發(fā)展，放電速度受到電場分布影響，所以放電時延長。本文檔共122頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期日\17點9分絕緣的伏秒特性避雷器的伏秒特性伏秒特性曲線主要用來比較不同設(shè)備絕緣的沖擊擊穿特性。如果一個電壓同時作用在兩個并聯(lián)的氣體間隙S1和S2上，其中一個氣隙先擊穿，則電壓波被短接截斷，另一個就不會再擊穿。S2始終處于S1的下方，在任何電壓波形下，S2都比S1的先被擊穿。這個原則如用于保護(hù)裝置和被保護(hù)設(shè)備，則就是S2保護(hù)了S1。本文檔共122頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期日\17點9分絕緣的伏秒特性避雷器的伏秒特性若兩間隙伏秒特性曲線相交，則在時延較短的區(qū)域S1先被擊穿，在時延較長的區(qū)域S2先被擊穿，在兩曲線交叉區(qū)域，可能是S1先被擊穿，也可能是S2先被擊穿。因此S2不能可靠保護(hù)S1。總結(jié)：為了使被保護(hù)設(shè)備得到可靠的保護(hù)，被保護(hù)設(shè)備絕緣的伏秒特性曲線的下包線必須始終高于保護(hù)設(shè)備的伏秒特性曲線的上包線。本文檔共122頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期日\17點9分具有較陡伏秒特性曲線的保護(hù)設(shè)備不容易與具有平伏秒特性的被保護(hù)設(shè)備配合。

所以不能用保護(hù)間隙、管型避雷器來保護(hù)變壓器。伏秒特性的正確配合本文檔共122頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期日\17點9分1、放電時間的組成為：

td=t1+ts+tf2、標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓波形：±1.2/50μs3、沖擊電壓下氣隙的擊穿特性（1）采用擊穿百分比為50%時的電壓來表征氣隙的沖擊擊穿特性；（2）伏秒特性表征氣隙的沖擊擊穿電壓與放電時間的關(guān)系。小結(jié)：本文檔共122頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期日\17點9分3.3操作沖擊電壓下的擊穿電力系統(tǒng)的輸電線及電氣設(shè)備具有電感和電容性，由于系統(tǒng)運行狀態(tài)的突變，導(dǎo)致電感和電容元件間的電磁能轉(zhuǎn)換，引起振蕩性的過渡過程。該過程會在某些電氣設(shè)備和電網(wǎng)上造成很高的電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常運行的電壓，稱為操作過電壓。操作過電壓的幅值、波形與電力系統(tǒng)的電壓等級有關(guān)。過渡過程的振蕩基值等于系統(tǒng)運行電壓，電壓等級越高，操作過電壓幅值也越高。這與雷電過電壓不同，后者取決于接地電阻，與系統(tǒng)電壓等級無關(guān)。本文檔共122頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期日\17點9分操作過電壓波形隨電壓等級、系統(tǒng)參數(shù)、設(shè)備性能、操作性質(zhì)、操作時機(jī)等因素而有很大的變化。為了模擬操作過電壓，需要規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)波形。1、操作沖擊電壓的標(biāo)準(zhǔn)波形IEC標(biāo)準(zhǔn)：T1/T2=250(±20％)/2500(±60％)μs附加推薦：100/2500μs或500/2500μs本文檔共122頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期日\17點9分u0UmTcrtTcr=1000～

1500us衰減震蕩操作沖擊波參數(shù)：波前時間：Tcr=1000～1500μs

（反應(yīng)上升速度）極性相反的第二個半波的峰值約為第一個半波峰值的80%

另外建議一種衰減振蕩波本文檔共122頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期日\17點9分操作沖擊電壓的作用時間：介于工頻電壓與雷電沖擊電壓之間。在均勻場和稍不均勻場中,操作沖擊U50%、雷電沖擊U50%、直流放電電壓和工頻放電電壓等幅值幾乎相同，分散性不大。在極不均勻場中,操作沖擊表現(xiàn)出許多新的特點：U形曲線；極性效應(yīng)；飽和現(xiàn)象；分散性大。2、操作沖擊50％擊穿電壓的特點本文檔共122頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期日\17點9分棒-板氣隙的操作沖擊擊穿電壓（1）U形曲線曲線呈U形，波前時間在某一區(qū)域內(nèi)，氣隙的50%擊穿電壓具有極小值，稱為臨界擊穿電壓，與此相應(yīng)波前時間稱為臨界波前時間。間隙距離d增大時，臨界波前時間隨之增大。d<7m的間隙，臨界波前時間約100~300μs范圍內(nèi)。間隙距離d越大，放電發(fā)展所需的時延越大，因此相應(yīng)的臨界波前時間就越大。本文檔共122頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期日\17點9分棒-板氣隙的操作沖擊擊穿電壓（1）U形曲線U形曲線左半支的上升特征當(dāng)波前時間從臨界值減小，則放電發(fā)展時間縮短，放電時延減小，要求有更高的擊穿電壓才能實現(xiàn)擊穿。U形曲線右半支的上升特征當(dāng)波前時間從臨界值增大，留給放電發(fā)展的時間足夠長，再增大放電時間，對放電發(fā)展沒有意義；另一方面，起暈棒極附近電離處的與棒極同極性的空間電荷，能有足夠的時間被驅(qū)趕到更遠(yuǎn)處，造成附加電場減弱，則不利于放電的進(jìn)一步發(fā)展，從而要求更高的擊穿電壓才能擊穿。本文檔共122頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期日\17點9分（1）U形曲線棒-板間隙在某種波前的操作波作用下的擊穿電壓甚至比工頻電壓還低很多。其他結(jié)構(gòu)的間隙也有這種情況，但程度較輕。原因:工頻四分之一周波相當(dāng)于波前時間5000μs，位于U形曲線的右半支。因此，其擊穿電壓反而比臨界波前操作沖擊擊穿高。故對于220kV的超高壓輸電系統(tǒng)和電力設(shè)備，應(yīng)按操作過電壓的電氣特性進(jìn)行絕緣設(shè)計。棒－棒導(dǎo)線－板工頻擊穿場強本文檔共122頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期日\17點9分（2）極性效應(yīng)極性效應(yīng)正極性下50％擊穿電壓比負(fù)極性下低本文檔共122頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期日\17點9分在各種不同的不均勻電場結(jié)構(gòu)中，正極性操作沖擊的50%擊穿電壓都比負(fù)極性的低，所以更危險。正棒-負(fù)板空氣間隙U形曲線中，50%擊穿電壓極小值Umin(kV)可用經(jīng)驗公式計算：式中d—間隙距離，m。本文檔共122頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期日\17點9分在操作沖擊電壓作用下，長間隙的擊穿電壓呈現(xiàn)出顯著的飽和現(xiàn)象，特別是棒-板型間隙飽和程度尤為明顯。這一點與工頻擊穿電壓的規(guī)律類似。而雷電過電壓下的飽和現(xiàn)象卻不明顯。（3）飽和現(xiàn)象飽和現(xiàn)象隨著氣隙長度增加，除了負(fù)極性“棒—棒”氣隙外，其它棒間隙的“飽和”現(xiàn)象十分明顯。電氣強度最差的“棒—板”間隙飽和現(xiàn)象最為嚴(yán)重。顯然，這時再增大“棒—板”氣隙的長度，已不能有效的提高其擊穿電壓。“飽和現(xiàn)象”：距離加大，平均擊穿場強明顯降低，棒—板間隙尤為嚴(yán)重本文檔共122頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期日\17點9分擊穿電壓的分散性可用相對標(biāo)準(zhǔn)差σ表示（4）擊穿電壓的分散性大極不均勻電場的空氣間隙，在波前時間為數(shù)十微秒至數(shù)百微秒的操作沖擊電壓作用下，σ約為5%，而在雷電沖擊電壓下，σ約為3%，工頻電壓作用下，分散性更小，σ<2%。本文檔共122頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期日\17點9分（1）遠(yuǎn)比雷電波擊穿電壓低。（2）超過5米后有飽和趨勢。（3）間隙距離越大，最小擊穿電壓與標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形下的擊穿電壓差距越大。（4）超過20米后最小擊穿強度僅為1kV/cm

長空氣間隙在操作沖擊電壓下的擊穿強度雷電沖擊操作沖擊最小擊穿電壓本文檔共122頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期日\17點9分1、標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓波形為非周期性指數(shù)衰減波形。2、標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓的波形對U50%影響很大。3、極性效應(yīng)更顯著。4、擊穿電壓的分散性大。小結(jié)：本文檔共122頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期日\17點9分3.4大氣密度和濕度對擊穿的影響溫度

t0＝20℃壓力p0＝101.3kPa絕對濕度h0＝11g/m31、標(biāo)準(zhǔn)大氣條件空氣間隙中氣體的狀態(tài)，如溫度、濕度和氣壓等因素，都會影響空氣的電離發(fā)展，從而影響間隙的擊穿電壓或放電電壓。注意：空氣密度的變化實際上是壓力和溫度的變化本文檔共122頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期日\17點9分式中：

p——氣壓，kPa；

T——溫度，K?？諝饷芏鹊男Ｕ諝獾拿芏扰c壓力和溫度有關(guān)空氣的相對密度大氣條件下，氣隙的擊穿電壓隨δ的增高而提高。密度增加氣體被壓緊，氣隙之間距離很短雖然自由電子碰撞次數(shù)多，但自由行程短，碰撞有效性差電離數(shù)很低擊穿電壓高2、大氣條件的校正本文檔共122頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期日\17點9分濕度的校正大氣的濕度越大，氣隙的擊穿電壓增高大氣中的水分子能夠俘獲自由電子而形成負(fù)離子，對氣體的放電過程起著抑制作用均勻和稍不均勻電場中，濕度影響不太明顯均勻和稍不均勻電場中，放電開始時，整個氣隙的電場強度都很大，電子運動速度較快，不易被水分子俘獲極不均勻電場中，濕度影響很明顯極不均勻電場中，放電開始時，電場強度比較低，出現(xiàn)電暈放電，這時電子運動速度較慢，容易被水分子俘獲本文檔共122頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期日\17點9分2、大氣條件的校正試驗時的放電電壓U與標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的放電電壓U0間的換算關(guān)系為：放電電壓的校正Kt—大氣校正因數(shù)K1—空氣密度校正因數(shù)K2—空氣濕度校正因數(shù)本文檔共122頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期日\17點9分（1）空氣密度校正因數(shù)K1t—試驗條件下的溫度，℃p—試驗條件下的壓力，kPaδ—相對空氣密度。本文檔共122頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期日\17點9分（2）濕度校正因數(shù)K2K取決于試驗電壓的種類，且為絕對濕度h與相對空氣密度δ的比率h/δ的函數(shù)。本文檔共122頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期日\17點9分（3）指數(shù)m和WUB—實際大氣條件下50%放電電壓的測量值或估算值，kV；L—試品最小放電路徑，m；δ、K—實際的空氣相對密度和濕度校正因數(shù)式中參數(shù)。本文檔共122頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期日\17點9分例：某距離4m的棒-板間隙，在夏季某日氣壓P=99.8kP，環(huán)境溫度t=30℃，空氣絕對濕度h=20g/m3的大氣條件下，問正極性50%操作沖擊擊穿電壓為多少？本文檔共122頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期日\17點9分解：由實驗曲線查得：距離為4m長的棒-板間隙在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下的正極性50%操作沖擊擊穿電壓為U50標(biāo)=1300kV查曲線得：K=1.1本文檔共122頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期日\17點9分查曲線得：m=W=0.34本文檔共122頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期日\17點9分3、海拔高度對放電電壓的影響高海拔地區(qū)由于氣壓下降，空氣相對密度下降，因此空氣間隙的放電電壓也隨之下降。在海拔1000-4000m的范圍內(nèi)，海拔每升高100m，空氣的絕緣強度約下降1%。(即絕緣能力變?nèi)?國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對擬用于高海拔地區(qū)(海拔1000-4000m)的外絕緣設(shè)備，在非高海拔地區(qū)(海拔1000m以下)進(jìn)行試驗時，其試驗電壓校正如下：U0—標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的試驗電壓，kV；KA—海拔校正因數(shù)，kV；H—設(shè)備使用處海拔高度，m；本文檔共122頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期日\17點9分小結(jié)：氣體的放電電壓與大氣狀態(tài)有關(guān)，氣體的相對密度增大時，氣體的放電電壓也隨之增大?？諝獾臐穸仍龃髸r，氣體的放電電壓也增大，但均勻和稍不均勻電場下增加不明顯。沿面閃絡(luò)電壓降低。海拔高度增加時，氣體的放電電壓下降。本文檔共122頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期日\17點9分3.5SF6氣體間隙中的擊穿絕緣能力：2.5倍空氣；熄弧能力：100倍空氣500kV變電站體積相當(dāng)于空氣的1/50絕緣領(lǐng)域有可能找到SF6替代氣體，熄弧方面可能很難！本文檔共122頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期日\17點9分均勻和稍不均勻電場中SF6的擊穿特性擊穿過程α過程＋電子附著過程η電子碰撞中性粒子發(fā)生電離，產(chǎn)生大量自由電子同時又被SF6分子吸附成負(fù)離子，使自由電子數(shù)減少，阻礙放電的形成和發(fā)展電子附著系數(shù)η——一個電子沿電場方向運動1cm的行程所發(fā)生的電子附著次數(shù)平均值3.5.1均勻和稍不均勻電場中的擊穿本文檔共122頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期日\17點9分電負(fù)性氣體有效碰撞電離系數(shù)均勻電場中電子崩的增長規(guī)律式中：n0—陰極表面的初始電子數(shù)；na—到達(dá)陽極時的電子數(shù)。自持放電條件強電負(fù)性氣體所處的條件為流注放電范疇本文檔共122頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期日\17點9分SF6氣體的擊穿電壓由實驗，常數(shù)K=10.5相應(yīng)的擊穿電壓為

Ub=88.5pd+0.38(kV)式中：

p—氣壓，Mpa；

d—極間距離，mm。在工程中，通常pd>1MP·mm，→

Ub≈88.5pd在稍不均勻電場中擊穿場強不與氣壓成正比，而是增加的少一些。負(fù)極性時的擊穿電壓反而比正極性時低10%左右。本文檔共122頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期日\17點9分SF6均勻場中：c=28kV-1,(E/p)0=88.5kV/(MPa.mm)pd>1MPa.mm（氣壓較低）本文檔共122頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期日\17點9分P>0.2MPa,偏離巴申曲線可能與電極表面狀況有關(guān)！本文檔共122頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期日\17點9分（1）由圖中可見擊穿場強并不與氣壓成正比，而是增加得少一些。（2）在稍不均勻電場中，極性對于氣隙擊穿電壓的影響與極不均勻電場中的情況是相反的，此時負(fù)極性下的擊穿電壓反而比正極性時低10％左右。沖擊系數(shù)很小，雷電沖擊時約為1.25，操作沖擊時更小，只有1.05～1.1。本文檔共122頁；當(dāng)前第80頁；編輯于星期日\17點9分3.5.2極不均勻電場中的擊穿（1）氣壓升高擊穿電壓并不總是增加，出現(xiàn)了駝峰現(xiàn)象（0.1-0.2MPa),電場越不均勻駝峰現(xiàn)象越明顯。（2）在出現(xiàn)擊穿駝峰的氣壓范圍內(nèi)，雷電沖擊擊穿電壓明顯低于穩(wěn)態(tài)擊穿電壓。原因很復(fù)雜，可能與空間電荷的運動有關(guān)，出現(xiàn)電暈與先導(dǎo)放電。在駝峰區(qū)，沖擊電壓下?lián)舸┗居上葘?dǎo)放電引起。本文檔共122頁；當(dāng)前第81頁；編輯于星期日\17點9分電場不均勻程度對SF6擊穿電壓的影響遠(yuǎn)比對空氣的影響大40801201600.10.20.30.4p(MPa）Ub（kV）工頻交流電壓（峰值）+1.5/40μs沖擊電壓圖2-18異常情況工頻擊穿電壓隨氣壓的變化，曲線存在“駝峰”（a工作氣壓下）；“駝峰”區(qū)雷電沖擊電壓明顯低于靜態(tài)擊穿電壓。注意：SF6只用于均勻或稍不均勻電場，不能用于極不均勻電場。本文檔共122頁；當(dāng)前第82頁；編輯于星期日\17點9分與均勻電場中的擊穿電壓相比，SF6在極不均勻電場中擊穿電壓下降的程度比空氣要大得多。SF6

優(yōu)異的絕緣性能只有在電場比較均勻的場合才能得到充分的發(fā)揮。

電場的不均勻程度對SF6電氣強度的影響遠(yuǎn)比對空氣的大。在設(shè)計以SF6

氣體作為絕緣的各種電氣設(shè)備時，應(yīng)盡可能使氣隙中的電場均勻化，采用屏蔽等措施以消除一切尖角處的極不均勻電場，使SF6

優(yōu)異的絕緣性能得到充分的利用。本文檔共122頁；當(dāng)前第83頁；編輯于星期日\17點9分3.5.3影響擊穿場強的因素（1）電極表面缺陷表面缺陷幾個微米至幾十個微米對空氣的擊穿場強影響不大，但對SF6影響非常大。實際工程中電極表面粗糙度系數(shù)只有0.7左右。電極表面粗糙度大時，表面突起處的局部電場強度要比氣隙的平均電場強度大得多，因而可在宏觀上平均場強尚未達(dá)到臨界值時就誘發(fā)擊穿。實際擊穿場強與理論擊穿場強的比值本文檔共122頁；當(dāng)前第84頁；編輯于星期日\17點9分Emin本文檔共122頁；當(dāng)前第85頁；編輯于星期日\17點9分（2）導(dǎo)電微粒的影響固定導(dǎo)電微粒（毛刺）；極不均勻場擊穿特性跳動，需要深入研究，交、直流不一樣自由導(dǎo)電微粒（金屬碎屑）本文檔共122頁；當(dāng)前第86頁；編輯于星期日\17點9分本文檔共122頁；當(dāng)前第87頁；編輯于星期日\17點9分(3)固體介質(zhì)表面狀態(tài)固體介質(zhì)表面污穢、凝露,放電電壓就大大降低在美國運行的GIS故障原因統(tǒng)計圖A.絕緣子污穢或表面缺陷B.套管C.電纜終端D.隔離開關(guān)E.操作錯誤F.其他010203040506070ABCDEF發(fā)生故障次數(shù)/n本文檔共122頁；當(dāng)前第88頁；編輯于星期日\17點9分3.5.4快速暫態(tài)過電壓下的擊穿GIS中開關(guān)操作會產(chǎn)生快速暫態(tài)過電壓（VeryFastTransientOvervoltage,VFTOorVFT)特點:

1)VFT波前很陡5-20ns由絕緣到擊穿時間很短。2)VFT有高頻電壓分量0.1~10MHz3)VFT幅值并不高很少超過最大相電壓的2倍由隔離開關(guān)操作引起的快速暫態(tài)過電壓實例VFTO中振蕩頻率的分布

本文檔共122頁；當(dāng)前第89頁；編輯于星期日\17點9分稍不均勻場：波前陡，擊穿電壓高極不均勻場：波前陡，擊穿電壓低VFT擊穿電壓極低本文檔共122頁；當(dāng)前第90頁；編輯于星期日\17點9分3.6提高氣隙擊穿電壓的措施改善電場分布消弱電離過程改善電極形狀利用空間電荷對原電場畸變極不均勻場中屏障的采用高氣壓的采用強電負(fù)性氣體的應(yīng)用高真空的采用改善電場分布，使之盡量均勻（內(nèi)因）利用其它方法來削弱氣體中的電離過程（外因）本文檔共122頁；當(dāng)前第91頁；編輯于星期日\17點9分

改善電場分布的措施電場分布越均勻，氣隙的平均擊穿場強也就越大。因此，可以通過改進(jìn)電極形狀的方法來減小氣隙中的最大電場強度，以改善電場分布，提高氣隙的擊穿電壓。如：增大電極的曲率半徑消除電極表面的毛刺消除電極表面尖角本文檔共122頁；當(dāng)前第92頁；編輯于星期日\17點9分增大電極曲率半徑如變壓器套管端部加球形屏蔽罩、采用擴(kuò)徑導(dǎo)線等（截面相同，半徑增大）。（1）改變電極形狀

例如采用屏蔽罩、擴(kuò)徑導(dǎo)線等增大電極曲率半徑，或改善電極邊緣形狀以消除邊緣效應(yīng)。本文檔共122頁；當(dāng)前第93頁；編輯于星期日\17點9分改善電極邊緣電極邊緣做成弧形，以消除邊緣效應(yīng)，同時電極表面盡量避免毛刺、棱角以消除電場局部增強的現(xiàn)象。本文檔共122頁；當(dāng)前第94頁；編輯于星期日\17點9分使電極具有最佳外形如穿墻高壓引線上加金屬扁球，墻洞邊緣做成近似垂鏈線旋轉(zhuǎn)體。本文檔共122頁；當(dāng)前第95頁；編輯于星期日\17點9分長空氣間隙的交流擊穿電壓棒－板棒－棒導(dǎo)線－桿塔支柱導(dǎo)線－導(dǎo)線本文檔共122頁；當(dāng)前第96頁；編輯于星期日\17點9分本文檔共122頁；當(dāng)前第97頁；編輯于星期日\17點9分（2）利用空間電荷對原電場的畸變作用

由于極不均勻電場氣隙被擊穿前一定先出現(xiàn)電暈放電，所以在一定條件下，還可以利用放電本身所產(chǎn)生的空間電荷來調(diào)整和改善空間的電場分布，以提高氣隙的擊穿電壓。本文檔共122頁；當(dāng)前第98頁；編輯于星期日\17點9分利用空間電荷畸變電場極不均勻電場中擊穿前發(fā)生電暈放電，利用放電產(chǎn)生的空間電荷改善電場分布，使電場均勻度提高，從而提高擊穿電壓；直徑D＝20、16mm時，擊穿電壓曲線的直線部分和棒一板間隙相近導(dǎo)線直徑減為3mm以至0.5mm時，擊穿電壓曲線的直線部分陡度大為增加，曲線逐漸與均勻電場中的相近——“細(xì)線效應(yīng)”當(dāng)導(dǎo)線直徑減小到一定程度后，氣隙的工頻擊穿電壓會隨導(dǎo)線直徑的減小而提高，出現(xiàn)所謂“細(xì)線效應(yīng)”。本文檔共122頁；當(dāng)前第99頁；編輯于星期日\17點9分

此種提高擊穿電壓的方法僅在持續(xù)作用電壓下才有效，在雷電沖擊電壓下并不適用。1－D=0.5mm2－D=3mm3－D=16mm4－D=20mm虛線－棒-板電極間隙點劃線－均勻場間隙導(dǎo)線－板電極的空氣間隙擊穿電壓（有效值）與間隙距離的關(guān)系本文檔共122頁；當(dāng)前第100頁；編輯于星期日\17點9分由于氣隙中的電場分布和氣體放電的發(fā)展過程都與帶電粒子在氣隙空間的產(chǎn)生、運動和分布密切有關(guān)，所以在氣隙中放置形狀和位置合適、能阻礙帶電粒子運動和調(diào)整空間電荷分布的屏障，也是提高氣體介質(zhì)電氣強度的一種有效方法。（3）極不均勻電場中屏障的使用

本文檔共122頁；當(dāng)前第101頁；編輯于星期日\17點9分屏障的作用取決于它所攔住的與電暈電極同號的空間電荷，這樣就能使電暈電極與屏障之間的空間電場強度減小，從而使整個氣隙的電場分布均勻化。屏障用絕緣材料制成，但它本身的絕緣性能無關(guān)緊要，重要的是它的密封性(攔住帶電粒子的能力)。它一般安裝在電暈間隙中，其表面與電力線垂直。本文檔共122頁；當(dāng)前第102頁；編輯于星期日\17點9分在電場極不均勻的氣隙中，放入薄片固體絕緣材料（例如紙或紙板），在一定條件下，可以顯著提高氣隙的擊穿電壓。屏障作用的原理x棒極附近產(chǎn)生電暈，產(chǎn)生帶電粒子正離子沿電場向負(fù)極板運動正離子遇到固體絕緣材料被攔截下來均勻的排列在固體絕緣材料的左側(cè)雖然這時屏障與另一電極之間的空間電場強度反而增大了，但其電場形狀變得更象兩塊平板電極之間的均勻電場，所以整個氣隙的電氣強度得到了提高。本文檔共122頁；當(dāng)前第103頁；編輯于星期日\17點9分對負(fù)棒-板間隙，屏障的作用效果某些部分與正棒-板相似,但是有許多不同的地方，說明如下：當(dāng)屏障較靠近板極處，間隙擊穿電壓反而降低。因為無屏障時，負(fù)離子擴(kuò)散于空間，部分消失于電極，影響電場分布的主要是正離子，它削弱了前方的電場。但是設(shè)置屏障后，屏障上聚集大量的負(fù)離子影響了電場分布，加強了前方電場。因此屏障較遠(yuǎn)離棒極后，設(shè)置的屏障反而減低了間隙的擊穿電壓。當(dāng)屏障離棒極過近時，仍然具有屏障作用。因為電子速度高，可以穿透屏障，從而屏障上無法聚集大量負(fù)電荷，而屏障另一邊由電離造成的正電荷被屏障阻擋，使屏障帶正電，因此屏障和板極間的電場被削弱，當(dāng)屏障緊靠棒極時，仍具有屏蔽效應(yīng).本文檔共122頁；當(dāng)前第104頁；編輯于星期日\17點9分xx（x/d）影響屏障氣隙的擊穿電壓的因素：屏障位置及棒電極的極性當(dāng)棒為正極性屏障在間隙的任何位置都會增加擊穿電壓值。當(dāng)時最有利；當(dāng)棒為負(fù)極性屏障離棒極很近時，有一定的屏障效果；屏障離開棒電極一定距離，設(shè)置屏障反而降低間隙的擊穿電壓本文檔共122頁；當(dāng)前第105頁；編輯于星期日\17點9分工頻電壓下屏障的作用設(shè)置屏障可以顯著提高間隙的擊穿電壓。雷電沖擊電壓下屏障的作用棒電極具有正極性時，設(shè)置屏障可顯著提高間隙的擊穿電壓棒極性為負(fù)時設(shè)置屏障后，間隙的擊穿電壓和沒有屏障時相差不多本文檔共122頁；當(dāng)前第106頁；編輯于星期日\17點9分在沖擊電壓下，屏障的作用要小一些，因為這時積聚在屏障上的空間電荷較少。顯然，屏障在均勻或稍不均勻電場的場合就難以發(fā)揮作用了。本文檔共122頁；當(dāng)前第107頁；編輯于星期日\17點9分

高氣壓的采用采用改善電場分布，來提高擊穿電壓的方法，其平均擊穿場強仍然≤均勻電場中大氣壓下空氣的電氣強度(約30kV/cm)，這個數(shù)值并不高，可見常壓下空氣的電氣強度要比一般固體和液體介質(zhì)的電氣強度低得多。提高氣體壓力，減小電子的平均自由行程，可以削弱氣體中的電離過程，提高擊穿電壓。均勻電場中幾種絕緣介質(zhì)的擊穿電壓與距離的關(guān)系1－2.8MPa的空氣2－0.7MPa的SF63－高真空4－變壓器油5－0.1MPa的SF66－大氣本文檔共122頁；當(dāng)前第108頁；編輯于星期日\17點9分圖1—31為不同氣壓的空氣和SF6氣體、電瓷、變壓器油、高真空等的電氣強度比較。從圖上可以看出：2．8MPa的壓縮空氣具有很高的擊穿電壓。1-空氣，氣壓為2.8MPa5-電瓷2-SF6，0.7Mpa6-SF6,0.1Mpa3-高真空7-空氣,0.1Mpa4-變壓器油本文檔共122頁；當(dāng)前第109頁；編輯于星期日\17點9分但采用高氣壓會對電氣設(shè)備外殼的密封性和機(jī)械強度提出很高的要求，往往難以實現(xiàn)。如果用SF6來代替空氣，為了達(dá)到同樣的電氣強度，只要采用0．7MPa左右的氣壓就夠了。1-空氣，氣壓為2.8MPa5-電瓷2-SF6，0.7Mpa6-SF6,0.1Mpa3-高真空7-空氣,0.1Mpa4-變壓器油本文檔共122頁；當(dāng)前第110頁；編輯于星期日\17點9分采用高氣壓時，下面因素的影響應(yīng)給予注意：（1）電場均勻度的影響在高氣壓下，電場均勻度對擊穿電壓的影響比在大氣壓力下顯著的多。電場均勻度下降，擊穿電壓降劇烈降低。所以采用高氣壓的電氣設(shè)備應(yīng)使電場盡可能均勻。（2）電極表面狀態(tài)的影響在高氣壓下，氣隙的擊穿電壓與電極表面的粗糙度有很大的關(guān)系。濕度、表面污物等因素在高氣壓下對氣隙擊穿電壓的影響比常壓下顯著。高氣壓下，應(yīng)盡可能采用均勻電場，電極表面應(yīng)光潔，氣體要濾去塵埃和水分。本文檔共122頁；當(dāng)前第111頁；編輯于星期日\17點9分采用高氣壓方法的缺點:(1)到達(dá)一定限度后，設(shè)備密封困難，成本大大提高。(2)提高到10個大氣壓后，再提高氣壓，效果大大下降。(3)空氣中的氧在高氣壓下因擊穿時的火花可能引起絕緣材料的燃燒。

強電負(fù)性氣體的應(yīng)用本文檔共122頁；當(dāng)前第112頁；編輯于星期日\17點9分許多含鹵族元素的強電負(fù)性氣體電氣強度特別高，因而可稱之為高電氣強度氣體。采用這些氣體來代替空氣，可以大大提高間隙的擊穿電壓，縮小設(shè)備尺寸，降低工作氣壓。高電氣強度氣體僅僅滿足電氣強度高是不夠的，還必須同時滿足以下條件：液化溫度要低，這樣才