1、高電壓技術(shù) 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 主講教師：王立地第1章氣體電介質(zhì)的電氣性能 1.1 氣體中帶電質(zhì)點的產(chǎn)生和消失 1.2 均勻電場小氣隙的擊穿 1.3 均勻電場大氣隙的擊穿 1.4 不均勻電場氣隙的擊穿 1.5 沖電擊壓下氣隙的擊穿特性 1.6 大氣條件對氣隙擊穿電壓的影響 1.7 提高氣隙擊穿電壓的措施 1.8 沿面放電和污閃事故1.7 提高氣隙擊穿電壓的措施 影響氣體介質(zhì)擊穿電壓的主要因素 改善電場分布 高氣壓 高真空 高抗電強度氣體影響氣體介質(zhì)擊穿電壓的主要因素影響氣體介質(zhì)擊穿電壓的主要因素電場均勻度外施電壓種類間隙距離 大氣條件 兩個電極形狀完全相同且對稱布置，因

2、而不存在極性效應(yīng); （一） 電場形式對Ub的影響 1、均勻電場 均勻電場中各處的電場強度均相等，擊穿所需的時間極短; 在直流、工頻和沖擊電壓作用下的 擊穿電壓實際上都相同;UAC=UDC=U50% 擊穿電壓分散性很小，伏秒特性很快變平，沖擊系數(shù)1。2、稍不均勻電場與均勻電場相似，沖擊系數(shù)接近1，沖擊擊穿電壓與工頻 擊穿電壓及直流擊穿電壓幾乎相等。3、極不均勻電場v 工程上常見電場大多數(shù)是極不均勻電場；v 工程上遇到極不均勻電場時，可由典型電極的擊穿電壓來修正絕緣距離，對稱電場參照“”電極數(shù)據(jù)；不對稱電場可參照“棒板”電極數(shù)據(jù)；v 放電的分散性大，且極性效應(yīng)明顯。Ub-|+Ub+|-（二）外施電

3、壓種類及間隙距離對Ub的影響 均勻電場中不同電壓波形下Ub(峰值)相同，放電分散性小； 稍不均勻電場中不同電壓波形下Ub基本相同，放電分散性不大，極性效應(yīng)不顯著； 極不均勻電場中直流、工頻及沖擊電壓間差別明顯。（二）外施電壓種類及間隙距離對Ub的影響 極不均勻電場中直流、工頻及沖擊電壓間差別明顯。1、直流電壓下的擊穿特性 （1）棒板間隙存在極性效應(yīng)Ub-|+Ub+|- （2）電極擊穿電壓介于不同極性的棒板之間 2、工頻電壓下的擊穿特性（1）無論或棒-板電極擊穿都發(fā)生在正半周峰附近，分散性不大；（2）當(dāng)間隙距離不太大時，擊穿電壓與間隙距離呈線性關(guān)系；當(dāng)間隙距離很大時，平均擊穿場強明顯降低，呈現(xiàn)出

4、飽和現(xiàn)象。3、沖擊電壓下的擊穿特性（1） 雷電沖擊擊穿電壓與距離呈正比，無飽和；（2） 操作沖擊電壓有明顯的極性效應(yīng)和飽和現(xiàn)象。（三）大氣條件對Ub的影響由于大氣的壓力、溫度、濕度等條件都會影響空氣的密度、電子自由行程長度、碰撞游離及附著過程， 所以也必然會影響氣隙的擊穿電壓。海拔高度的影響亦與此類似，因為隨著海拔高度的增加，空氣的壓力和密度均下降。提高氣隙擊穿電壓的措施 改善電場分布 高氣壓 高真空 高抗電強度氣體改善電場分布改善電場分布改進(jìn)電極形狀屏障利用空間電荷畸變電場的作用改進(jìn)電極形狀增大電極曲率半徑減小表面場強如變壓器套管端部加球形屏蔽罩改善電場分布改善電場分布改進(jìn)電極形狀改善電極邊

5、緣電極邊緣做成弧形改善電場分布改進(jìn)電極形狀使電極具有最佳外形如：穿墻高壓引線上加金屬扁球改善電場分布極不均勻電場中采用屏障薄片固體絕緣材料（紙或紙板），可以提高氣隙的擊穿電壓。 x棒極附近產(chǎn)生電暈，產(chǎn)生帶電質(zhì)點正離子沿電場向負(fù)極板運動正離子被攔截在左側(cè)右側(cè)的電場變均勻，提高擊穿電壓屏障：積聚空間電荷，改善電場分布。棒極性為負(fù)時：設(shè)置屏障，影響不大。改善電場分布n 屏障n 積聚空間電荷n 改善電場分布改善電場分布利用空間電荷畸變電場的作用 極不均勻電場中間隙被擊穿前先發(fā)生電暈現(xiàn)象，所以在一定條件下，可以利用放電產(chǎn)生的空間電荷來改善電場分布，提高擊穿電壓。例：導(dǎo)線與平板間隙中，導(dǎo)線直徑很小時，導(dǎo)線

6、周圍容易形成比較均勻的電暈層，由于電暈層比較均勻，電場分布改善，提高了擊穿電壓。改善電場分布利用空間電荷畸變電場的作用n 直徑D20mm及16mm時， 擊穿電壓曲線的直線部分和棒一板間隙相近n 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)”高 氣 壓高氣壓減小電子的平均自由行程，削弱游離過程高氣壓下應(yīng)盡可能的改善電場分布，使電場均勻，電場的不均勻?qū)?穿電壓的影響比大氣壓對擊穿電壓的影響要大得多。壓縮氣體絕緣：得到采用。高壓空氣斷路器、高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器。高 真 空高真空氣體間隙中壓力很低時，很難產(chǎn)生碰撞游離。如真空電容器、真空斷路器等。 高抗電強度氣體高抗電強度氣體u 高電氣強度氣體含鹵族元素的氣體化合物，如六氟化硫（SF6）、氟 利昂（CCl2F2）等，其電氣強度比空氣要高很多。原因很強的電負(fù)性，容易合成為負(fù)離子，削弱電子碰撞游離，加強復(fù)合。分子量較大，分子直徑較大，電子在其中的自由行程縮短，不易積聚能量，減少其碰撞游離。電子和這些氣體的分子相遇，易