氣體電介質(zhì)的絕緣特性(三)

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1、高電壓技術(shù)第3講回顧流注理論不均勻電場的放電特點——電暈極不均勻場中的放電過程2１——主放電通道２——主放電和先導(dǎo)通道的交界區(qū)３——先導(dǎo)通道3先導(dǎo)的發(fā)展正棒—負板間隙中先導(dǎo)通道的發(fā)展（ａ）先導(dǎo)和其頭部的流注ｋｍ；（ｂ）流注頭部電子崩的形成；（ｃ）ｋｍ由流注轉(zhuǎn)變?yōu)橄葘?dǎo)和形成流注ｍｎ；（ｄ）流注頭部電子崩的形成；（ｅ）沿著先導(dǎo)和空氣間隙電場強度的分布41.3.4極不均勻場中的極性效應(yīng)正棒－負板5正棒－負板電子運動速度快，迅速進入棒極；棒極附近積聚起正空間電荷，削弱了棒極附近的電場強度而加強了正離子群外部空間的電場結(jié)果：（1）使電

2、暈起始電壓提高。（2）外部空間電場加強，有利于流注的發(fā)展，因此擊穿電壓較低。6負棒—正板7負棒—正板電子崩中的電子離開強電場區(qū)后，不再能引起電離，向陽極運動的速度也越來越慢。電子崩中的正離子加強了棒極附近的場強，使棒極附近容易形成流注。結(jié)論：（1）電暈起始電壓比正極性時要低。（2）正空間電荷產(chǎn)生的附加電場與原電場方向相反，削弱了外部空間的電場，阻礙了流注的發(fā)展，因此擊穿電壓較高。81.4雷電沖擊電壓作用下氣體的擊穿一、雷電沖擊電壓標準波形非周期性指數(shù)衰減波T1＝1.2?s（?30%）T2＝50?s（?20%）9由雷閃放電引起

3、的高電壓也具有沖擊波形T1＝1.2?s（?30%）T2＝50?s（?20%）10二、放電時延統(tǒng)計時延ts——有效電子（能引起電離過程并最終導(dǎo)致?lián)舸┑碾娮樱┊a(chǎn)生。不均勻電場內(nèi)，ts小。放電形成時延tf——出現(xiàn)電子崩、形成流注、主放電、間隙擊穿。均勻電場內(nèi)，tf小。放電時延tlag＝ts＋tf擊穿條件一定時間的作用足夠幅值的電壓11影響tlag的因素增大電壓U，tlag減小紫外光照射沖擊放電所需的全部時間12三、雷電50%沖擊擊穿電壓（U50%）原因——放電時延具有分散性電壓升高到一定程度，100％擊穿U50%——在多次施加電壓

4、時，其中正好半數(shù)能導(dǎo)致?lián)舸┑碾妷?，工程上以此來反映間隙的耐受沖擊電壓的特性試驗方法：多級法（每級加壓6次，曲線），升降法（10次中4~6次擊穿）13均勻電場下的50%沖擊擊穿電壓均勻電場和稍不均勻電場下的擊穿電壓——擊穿電壓分散性小，其雷電沖擊50％擊穿電壓和靜態(tài)擊穿電壓（即持續(xù)作用電壓下的擊穿電壓）相差很小50%沖擊擊穿電壓沖擊系數(shù)＝持續(xù)作用電壓下的擊穿電壓沖擊系數(shù)＝1極不均勻電場下的擊穿電壓——由于放電時延較長，通常沖擊系數(shù)大于l，擊穿電壓的分散性也大一些，其標準偏差可取為±3%14極不均勻場中的極性效應(yīng)15四.伏秒特性

5、以斜角波電壓為例來說明考慮放電時延的必要性在間隙上緩慢地施加直流電壓，達到靜態(tài)擊穿電壓U0后，間隙中開始發(fā)展起擊穿過程。但擊穿需一定時間??=tl，在此時間內(nèi)電壓上升擊穿完成時間隙上的電壓應(yīng)為U0+?U16伏秒特性的繪制——實驗方法保持間隙距離不變、保持沖擊電壓波形不變(電壓幅值可變)，逐級升高電壓使氣隙發(fā)生擊穿，讀取擊穿電壓值U與擊穿時間t。17伏秒特性曲線的形狀與電場分布有關(guān)在均勻電場和稍不均勻電場中，擊穿時平均場強較高，放電發(fā)展較快，放電時延較短，伏秒特性曲線平坦。在極不均勻電場中，平均擊穿場強較低，放電時延較長，放電

6、分散性大，伏秒特性曲線較為陡峭。18伏秒特性的分散性放電時間具有分散性，每級電壓下放電時間不同，實際上伏秒特性是以上、下包絡(luò)線為界的一個帶狀區(qū)域19伏秒特性的用途Ｓ２對Ｓ1起保護作用在高幅值沖擊電壓作用下，Ｓ２起不到保護作用201.5操作沖擊電壓作用下氣體的擊穿一、操作沖擊電壓標準波形非周期性指數(shù)衰減波推薦操作沖擊電壓的標準波形為250／2500?s衰減振蕩電壓波第一個半波的持續(xù)時間在2000一3000?s之間，反極性的第二個半波的幅值達到第一個半波幅值80％21二、操作沖擊50%擊穿電壓均勻電場和稍不均勻電場中間隙的操作沖

7、擊50%擊穿電壓、雷電沖擊50%擊穿電壓和工頻擊穿電壓（峰值）幾乎相同，擊穿幾乎發(fā)生在峰值，擊穿電壓的分散性也較小。極不均勻電場中操作沖擊電壓下的擊穿通常發(fā)生在波頭部分，擊穿電壓與波頭時間有關(guān)而與波尾時間無關(guān)。22（1）波形的影響在一定的波前時間范圍內(nèi)，U50甚至?xí)裙ゎl擊穿電壓低——U形曲線對應(yīng)于極小值的波前時間隨著間隙距離加大而增加，對7m以下的間隙，大致在50?200?s之間放電時延和空間電荷(形成及遷移)這兩類不同因素的影響所造成的放電時延的作用23操作沖擊電壓（2）極性效應(yīng)極不均勻電場中同樣有極性效應(yīng)。正極性下50

8、％擊穿電壓比負極性下低，所以也更危險（3）分散性大對于波前時間在數(shù)十到數(shù)百μs的操作沖擊電壓，極不均勻電場間隙50％擊穿電壓的標準偏差?約為5％；波前時間超過1000?s以后，可達8％左右（工頻及雷電沖擊電壓下均約為3％）由于空間電荷的形成、擴散和放電時延具有很大的統(tǒng)計性，所以操作沖擊電壓