3气隙的电气强度.pptx

第三章气隙的电气强度§3.1气隙的击穿时间直流电压、工频交流等持续作用的电压可以满足上述三个条件；当所加电压为变化速度很快作用时间很短的冲击电压时因有效作用时间短（以微秒计）此时放电时间就变成一个重要因素。击穿时间tb=t0+ts+tf放电时延：t1=ts+tf56789§3.2气隙的伏秒特性和击穿电压的概率分布（三）雷电冲击电压T1=1.2μs容许偏差±30%；截断时间Tc=2～5μs.可写成1.2/2～5μs.IEC标准和我国标准规定为[左下图]：波前时间Tp=250μs±20%；半峰值时间T2=2500μs±60%。可写成250/2500μs冲击波。当在试验中上述波形不能满足要求时推荐采用100/2500μs和500/2500μs冲击波。此外还建议采用一种衰减震荡波[右下图]第一个半波的持续时间在2000～3000μs之间极性相反的第二个半波的峰值约为第一个半波峰值的80%实际上伏秒特性具有统计分散性是一个以上下包线为界的带状区域。19（二）伏秒特性曲线的应用三.气隙击穿电压的概率分布气隙绝缘关心的不仅是其U50%击穿电压更重要的是其耐受电压。100%的耐受电压是很难测的（要做无穷次的实验）工程实际中常用对应于很高耐受几率(例如99％以上)的电压作为耐受电压。空气密度增大时空气中自由电子的平均自由行程缩短不易造成碰撞电离所以空气间隙的击穿电压升高。空气的湿度增加时由于水蒸气是电负性气体易俘获自由电子形成负离子使电离减弱所以空气间隙的击穿电压升高。式中:U——实际试验条件下的气隙击穿电压U0——标准大气条件下的气隙击穿电压Kd——空气密度校正因数Kh——湿度校正因数空气的密度与压力和温度有关。空气的相对密度对更长空气间隙来说击穿电压与大气的关系并不是一种简单的线形关系。而是随电极形状、电压类型和气隙长度而变化的复杂关系。Kd如下式计算在均匀和稍不均匀电场中放电开始时整个气隙的电场强度都很大电子运动速度较快不易被水分子俘获因而湿度影响不太明显可以忽略不计。指数m和W的求取例：某距离4m的棒-板间隙在夏季某日气压P=99.8kP环境温度t=30℃空气绝对湿度h=20g/m3的大气条件下问正极性50%操作冲击击穿电压为多少？解：由实验曲线查得：距离为4m长的棒-板间隙在标准大气压状态下的正极性50%操作冲击击穿电压为U50标=1300kV查曲线得：m=W=0.34三、海拔高度对放电电压的影响小结：§3.4均匀/稍不均匀场的击穿电压2.稍不均匀电场具有一定的极性效应。稍不均匀电场的结构形式有多种多样常遇到的较典型的电场结构形式有；球—球、球—板、圆柱—板、两同轴圆筒、两平行圆柱、两垂直圆柱等。对这些较简单的、有规则的、较典型的电场有相应的计算击穿电压的经验公式或曲线而用时可参阅有关的手册和资料。3.影响稍不均匀电场间隙击穿电压的因素：电场结构、大气条件、还有邻近效应和照射效应§3.5极不均匀场的击穿电压(一)直流电压作用下：图3-5-2棒-棒和棒-板空气间隙的工频击穿电压与间隙距离的关系气隙S>2.5m时击穿电压与距离关系出现了明显的饱和趋向特别是棒—板气隙其饱和趋向更明显。（三）雷电冲击电压作用下电力系统的输电线及电气设备具有电感和电容性由于系统运行状态的突变导致电感和电容元件间的电磁能转换引起振荡性的过渡过程。该过程会在某些电气设备和电网上造成很高的电压远远超过正常运行的电压称为操作过电压。操作过电压的幅值、波形与电力系统的电压等级有关。过渡过程的振荡基值等于系统运行电压电压等级越高操作过电压幅值也越高。这与雷电过电压不同后者取决于接地电阻与系统电压等级无关。直到20世纪50年代各国还认为操作过电压下的空气间隙及绝缘子的闪络电压=操作冲击系数×工频放电电压且波形的影响可忽略。操作冲击电压的作用时间：介于工频电压与雷电冲击电压之间。在均匀场和稍不均匀场中操作冲击U50%、雷电冲击U50%、直流放电电压和工频放电电压等幅值几乎相同分散性不大击穿发生在峰值附近。在极不均匀场中操作冲击表现出许多新的特点：极性效应；U形曲线；饱和现象；分散性大。在各种不同的不均匀电场结构中正极性操作冲击的50%击穿电压都比负极性的低所以更危险。棒-板气隙的操作冲击击穿电压棒-板气隙的操作冲击击穿电压棒-板气隙的操作冲击击穿电压在操作冲击电压作用下长间隙的击穿电压呈现出显著的饱和现象特别是棒-板型间隙饱和程度尤为明显。这一点与工