極不均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿特性.ppt

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1、第二節(jié)極不均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿特性直流電壓工頻交流電壓雷電沖擊電壓操作沖擊電壓“棒－棒”氣隙：完全對(duì)稱性“棒－板”氣隙：最大不對(duì)稱性其它類型不均勻電場(chǎng)氣隙擊穿特性介于這兩種之間。對(duì)于實(shí)際工程中遇到的各種極不均勻電場(chǎng)氣隙來說，均可按其電極的對(duì)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(jì)其電氣強(qiáng)度。在各種各樣的極不均勻電場(chǎng)氣隙中：一、直流電壓“棒－棒”和“棒－板”擊穿特性見圖2-4?？梢钥闯觯骸鞍簦濉必?fù)極性擊穿電壓大大高于正極性擊穿電壓。二、工頻交流電壓升壓方式：電壓慢電壓慢慢升高，直至發(fā)生擊穿。升壓的速率一般控制在每秒升高預(yù)期

2、擊穿電壓值的3％?！鞍?棒”氣隙的工頻擊穿電壓要比“棒-板”氣隙高一些，因?yàn)橄鄬?duì)而言，“棒-棒”氣隙的電場(chǎng)要比“棒-板”氣隙稍為均勻一些。圖2-6是空氣中棒間隙的工頻擊穿電壓與氣隙長(zhǎng)度的關(guān)系曲線，可以看出，在氣隙長(zhǎng)度d不超過1m時(shí)，“棒-棒”與“棒-板”氣隙的工頻擊穿電壓幾乎一樣，但在d進(jìn)一步增大后，二者的差別就變得越來越大了。圖2-7是空氣間隙更長(zhǎng)時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為了進(jìn)行比較，圖中同時(shí)繪有“導(dǎo)線-導(dǎo)線”和“導(dǎo)線-桿塔”空氣間隙的試驗(yàn)結(jié)果。從圖中可以看出，隨著氣隙長(zhǎng)度的增大，“棒-板”氣隙的平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)明顯降低，即存在“飽和”現(xiàn)象。當(dāng)氣隙的擊穿場(chǎng)強(qiáng)“

3、飽和”時(shí)，再增大“棒-板”氣隙的長(zhǎng)度，已不能有效地提高其工頻擊穿電壓。各種氣隙的工頻擊穿電壓分散性一般不大，其標(biāo)準(zhǔn)偏差?值不會(huì)超過2%-3%。在1.5/40uS雷電沖擊電壓作用下，“棒-棒”和“棒-板”氣隙的50％沖擊擊穿電壓與極間距離d的關(guān)系如圖2－8所示。三、雷電沖擊電壓氣隙長(zhǎng)度更大的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2－9。對(duì)于1.2/50uS標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓波上述兩圖亦適用。由圖可見，“棒－板”氣隙的沖擊擊穿電壓具有明顯的極性效應(yīng)，棒極為正極性的擊穿電壓比負(fù)極性時(shí)數(shù)值低得多。四、操作沖擊電壓我國(guó)采用如圖1－17所示的±250/2500us標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊波形。隨著輸電電

4、壓的不斷提高：額定電壓超過220kV的超高壓輸電系統(tǒng)，應(yīng)按操作過電壓下的電氣特性進(jìn)行絕緣設(shè)計(jì)超高壓電力設(shè)備也應(yīng)采用操作沖擊電壓來進(jìn)行高壓試驗(yàn)下面來看一下極不均勻電場(chǎng)長(zhǎng)氣隙時(shí)操作沖擊電壓下的擊穿具有的特點(diǎn)：(1)操作沖擊電壓波形對(duì)氣隙的電氣強(qiáng)度有很大的影響，擊穿電壓U50%(s)與波前時(shí)間Tcr的關(guān)系曲線呈現(xiàn)“U”形，在某一最不利的波前時(shí)間Tc下，出現(xiàn)極小值。(2)氣隙的操作沖擊電壓不但遠(yuǎn)低于雷電沖擊電壓，在某些波前時(shí)間范圍內(nèi)，甚至比工頻擊穿電壓還要低。各種類型作用電壓下，以操作沖擊電壓下的電氣強(qiáng)度最小。在確定電力設(shè)施的空氣間距時(shí)，必須考慮到這一重要

5、情況。(4)操作沖擊電壓下的氣隙擊穿電壓和放電時(shí)間的分散性都要比雷電沖擊電壓下大得多。(3)極不均勻電場(chǎng)長(zhǎng)氣隙的操作沖擊擊穿特性具有顯著的“飽和特征”，而其雷電沖擊擊穿特性卻是線性的。電氣強(qiáng)度最差的正極性“棒—板”氣隙的飽和現(xiàn)象最為嚴(yán)重，尤其是在氣隙長(zhǎng)度大于5m以后，這對(duì)特高壓輸電技術(shù)來說，是一個(gè)極其不利的制約因素。小結(jié)（本節(jié)完）直流電壓下“棒－板”負(fù)極性擊穿電壓大大高于正極性擊穿電壓工頻交流電壓下“棒-棒”氣隙的擊穿電壓要比“棒-板”氣隙高一些雷電沖擊電壓下“棒－板”電極，棒極為正極性的擊穿電壓比負(fù)極性時(shí)數(shù)值低得多掌握操作沖擊電壓下?lián)舸┨攸c(diǎn)