3不均匀电场的击穿和雷电冲击电压下的空气击穿.ppt

本次课程的目的要求:2.3极不均匀场中气体的击穿过程电晕放电的起始电压一般用经验公式来推算，流传最广的是皮克公式，电晕起始场强近似为：有利方面：
降低输电线上的雷电或操作冲击波的幅值和波前陡度。
电晕放电还在除尘器、静电喷涂装置、臭氧发生器等工业设施中得到广泛应用。
某些场合可改善电场分布。2、分析：
下面以电场极不均匀的“棒－板”气隙为
例，从流注的概念出发，说明放电的发
展过程和极性效应。(b)负尖——正板工程实际中，输电线路外绝缘和高压电器的外绝缘都属于极不均匀电场分布，在交流电压下的击穿都发生在正半波；
因此考核绝缘冲击特性时应施加正极性的冲击电压。2.4持续电压作用下的空气击穿2.5雷电冲击电压下气体的击穿二、冲击放电特点总放电时间tb=t0＋ts＋tfts－从电压达到U0瞬时起到气隙中出现第一个有效电子为止的时间称为统计时延。三、伏秒特性冲击击穿特性最好用电压和时间两个参量来表示，这种在“电压－时间”坐标平面上形成的曲线，通常称为伏秒特性曲线，它表示对某一冲击电压波形，该气隙的冲击击穿电压与击穿时间的关系。保持冲击电压波形不变，逐级升高电压使气隙发生击穿，记录击穿电压波形，读取击穿电压值U与击穿时间t。
当电压不很高时击穿一般发生在波尾；当电压较高时，击穿百分比将达100％，放电时延大大缩短，击穿一般发生在波前。
当击穿发生在波前时，U与t均取击穿时的值；当击穿发生在波尾时，U取波峰值，t取击穿时间值。实际的伏秒特性曲线如下图所示，是以上、下包络线为界
的带状区域。4、伏秒特性的应用四、雷电冲击50％击穿电压思考作业2.7提高气体击穿电压的措施增大电极曲率半径；消除电极表面毛刺；消除电极表面尖角极不均匀电场中间隙被击穿前先发生电晕现象，所以在一定条件下，可以利用放电产生的空间电荷来改善电场分布，提高击穿电压。例：正尖—负板电场中设置屏障后，正
离子将在屏障上集聚，由于同号排斥作
用，正离子沿屏障表面均匀分布，从而
在屏障前方形成较均匀的电场，改善了
电场分布，提高了击穿电压。
屏障离棒极越近，比较均匀电场占整个间
隙的比例越大，棒极与屏障间电场越小，
击穿电压越高，当过分靠近棒极屏障上电
荷分布很不均匀，屏障前方又将出现极不
均匀电场，击穿电压又会降低。但当棒为负极性时，即使屏障放在
最有利的位置，也只能略微提高气
隙的击穿电压(例如20％)，而在大
多数位置上，反而使击穿电压有不
同程度的降低。采用高气压可以减少电子的平均自由行程，削弱游离过程，提高击穿电压。
均匀电场中，当气体的压力在1MP
以下，击穿电压随气压的增大线性
增大，气压更高时，击穿电压增大
速度变缓。
不均匀电场中增高气压也可以提高
击穿电压，但效果不如均匀电场显著。
高气压下应尽可能改进电极形状，
改善电场分布，电极应仔细加工光洁，
气体要过滤（滤去尘埃和水份）处理。在高真空中，电子的平均自由行程远大于极间距离，使碰撞游离几乎不可能实现，从而显著提高间隙击穿电压。
在电气设备中气、液、固等几种绝缘材料往往并存，而固体、液体等绝缘材料在高真空下会逐渐释放出气体，因此电气设备中实际使用高真空的还很少。
只有在真空断路器等特殊场合下才采用高真空作为绝缘材料。高电气强度（强电负性）气体，①其电子附着效应大大减弱碰撞游离过程；②分子量、直径大，自由行程小；③碰撞引起分子极化反应，能量损失。
SF6具有较高的耐电强度和很强的灭弧性能（为空气的100倍）而被广泛应用于大容量高压断路器、高压充气电缆、高压电容器、高压充气套管、以及全封闭组合电器中。
SF6电气设备尺寸大大缩小，且不受气候影响，但造价高，而且它是对臭氧层有破坏作用的温室气体。1、字体安装与设置