高电压技术 气隙的击穿特性
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1、气体介质的击穿:当加在气体间隙上的电场强度达到某一临界值后,间隙中的电流会突然剧增,气体介质会失去绝缘性能而导致击穿,这种现象称为气体介质的击穿,也称气体放电。
2、击穿:当作用到绝缘上的电压超过临界值时,绝缘会失去绝缘能力而转变为导体,即发生击穿现象。
3、击穿电压:击穿时加在气体间隙两端的电压称为该气隙的击穿电压,或称放电电压,用U F表示。
4、击穿场强:均匀电场中,击穿电压与间隙距离这比称为该气体介质的击穿场强。
5、平均击穿场强:在不均匀电场中,击穿电压与间隙距离这比称为该气体介质的平均击穿场强。
6、气体间隙击穿后的放电形式:火花放电、电弧放电、电晕放电。
7、电晕:在极不均匀电场中,在电场特别强的区域发生的局部放电。
8、激发:气体原子在外界因素的作用下,吸收外界能量使其内部能量增加,这时气体原子核外的电子将从离原子核较近的轨道跳到离原子核较远的轨道上去,此过程称为原子的激发,也称激励。
9、游离:如果中性原子由外界获得足够的能量,以致使原子中的一个或几个电子完全脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子(即带电质点),此过程称为原子的游离,也称电离。
10、游离的形式:碰撞游离、光游离、热游离、表面游离。
11、放电的理论:汤逊理论(适用于<0.26cm)、流注理论(适用于<0.26cm)。
12、自持放电:指仅依靠自身电场的作用而不需要外界游离因素来维持的放电。
13、非自持放电:靠外界游离因素来维持的放电。
14、极性效应:对于电极形状不对称的棒-板间隙,击穿电丈夫与棒的极性有很大的关系,这是所谓的极性效应。
极性效应是不对称的不均匀电场中的一个明显的特性。
15、极性效应的结论:正棒—负极间隙中,其击穿电压较低。
负棒—正板间隙中,其击穿电压就较高。
16、冲击电压的标准波形三个参数所取的范围:T1= (1.2±30% )us,T2=(50±20% ) us。
冲击电压除了T1及T2 外,还应指出其极性。
击穿:当气体中的电场强度达到一定数值,气体中的电流剧增,在气体间隙中形成一条导电性很高的通道,气体丧失绝缘能力,气体这种由绝缘状态变成良导电状态的过程。
自持放电:只依靠电场就能维持下去的放电。
非自持放电:依靠外界游离因素支持的放电。
伏秒特性曲线:用气隙上出现电压最大值与放电时间关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性。
50%击穿电压:在该电压下进行多次试验,气隙击穿概率为50%。
沿面放电:在固体介质和空气的分界面上出现沿着固体介质表面的气体放电现象。
耐压试验:模拟设备在运行过程中实际可能碰到的危险的过电压状况对绝缘加上与之等价的高电压来进行试验,从而考核绝缘的耐电强度。
极化指数:对大电容量的设备,可采用10min和1min 时的绝缘电阻之比。
绝缘吸收比:加压60s时的绝缘电阻与15s时的绝缘电阻的比值。
局部放电:当外加电压在电气设备中产生的场强,足以使绝缘部分区域发生放电,但在放电区域内未形成固定放电通道的这种放电现象,称为局部放电。
彼得逊法则:计算节点的电流、电压,可把线路等值成一个电压源,其电动势是入射波的2倍,其波形不限,电源内阻是波阻抗Z1。
雷电日:一年中有雷电的日数(小时数)。
阀型避雷器残压:避雷器动作后雷电流流过阀片在阀片上形成的压降。
耐雷水平:雷击线路时线路绝缘布发生冲击闪络的最大雷电流幅值。
雷击跳闸率:每100km线路每年由雷击引起的跳闸次数。
反击:线路绝缘上电压的幅值随雷电流增大而增大,当这个幅值大于绝缘子串冲击闪络电压时,绝缘子串将发生闪络,由于此时杆塔电位较导线电位为高,此类闪络称为反击。
绕击:雷绕过避雷线而直接击中导线。
绕击率:发生绕击的概率。
进线段保护:在临近变电所1~2km的一段线路上加强防雷保护措施。
绝缘配合:根据电气设备在系统中可能承受的各种电压,并考虑过电压的限制措施和设备的绝缘性能后来确定的绝缘水平,以便把作用于电气设备上的各种电压所引起的绝缘损坏降低到经济上和运行上所能接受的水平。
第一章气体的绝缘特性1.电介质在电气设备中作为绝缘材料使用,按其物质形态,可分为三类:气体电介质液体电介质固体电介质在电气设备中又分为:外绝缘:一般由气体介质(空气)和固体介质(绝缘子)联合构成。
内绝缘:一般由固体介质和液体介质联合构成。
2、一些基本概念:①气体介质的击穿——当加在气体间隙上的电场强度达到某一临界值后,间隙中的电流会突然剧增,气体介质会失去绝缘性能而导致击穿的现象,也称为气体放电。
②放电电压UF——在间隙距离及其它相关条件一定的条件下,加在间隙两端刚好能使其击穿的电压。
由于相关条件的变化,这个值有一定的分散性。
③击穿场强——指均匀电场中击穿电压与间隙距离之比。
这个参数反映了某种气体介质耐受电场作用的能力,也即该气体的电气强度,或称气体的绝缘强度。
④平均击穿场强——指不均匀电场中击穿电压与间隙距离之比。
3.大气击穿的基本特点固体介质中的击穿将使介质强度永久丧失;而气体和液体击穿发生击穿时,一般只引起介质强度的暂时降低,当外加电压去掉后,绝缘性能又可以恢复,故称为自恢复绝缘。
§1.1 气体介质中带电质点的产生和消失一、气体原子的激发与游离产生带电质点的物理过程称为游离,是气体放电的首要前提。
1、几个基本概念①激发—-原子在外界因素(如电场、温度等)的作用下,吸收外界能量使其内部能量增加,从而使核外电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道上去的过程(也称为激励)。
②游离—-中性原子由外界获得足够的能量,以致使原子中的一个或几个电子完全脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子(即带正电的质点)的过程(也称为电离)。
2、游离的基本形式①碰撞游离a 、当带电质点具有的动能积累到一定数值后,在与气体原子(或分子)发生碰撞时,可以使后者产生游离,这种由碰撞而引起的游离称为碰撞游离。
b 、发生条件:——气体分子(或原子)的游离能c 、碰撞游离的特点碰撞游离是气体放电过程中产生带电质点的极重要的来源。
高电压技术辅导资料三主题:第一章介子在强电场下的特性(第7-8节)学习时间:2013年10月14日-10月20日内容:我们这周主要学习第一章第七、八节“各种电压作用下气隙的特性”、“大气条件对空气间隙击穿电压的影响及提高气体介质强度的方法”的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深对气隙放电的理解以及了解大气环境下的击穿电压和提高气体介质强度的方法。
第七节各种电压作用下气隙的特性(1)概述气体间隙的击穿电压和电场分布、电压种类都有很大关系。
也就是说气隙的击穿特性取决于电场形式和外加电压类型。
通常,有如下划分:电场形式:均匀电场,稍不均匀电场,极不均匀电场。
在间隙距离相同的情况下,通常电场越均匀,击穿电压越高。
外加电压类型:直流电压稳态电压工频交流电压雷电过电压冲击电压操作过电压(2)均匀电场气隙的击穿在均匀电场中,不存在极性效应,起始场强等于击穿场强。
直流、工频、冲击电压作用下的击穿电压相同,击穿电压分散性很小。
空气间隙的击穿电压经验公式:Ub=24.55δd+6.4(δd)0.5 kVUb-击穿电压峰值,kVδ-空气的相对密度d-间隙距离,cm间隙距离比较小(d=1 ~10cm)时,可以用这个经验公式估算,均匀电场中空气的电气强度大致为Eb=30kV/cm(3)稍不均匀电场与均匀电场相似,一旦出现局部放电,立即导致整个间隙的完全击穿。
稍不均匀电场中直到击穿为止不发生电晕;电场不对称时,极性效应不明显(但是存在)。
直流击穿电压、工频击穿电压(幅值)、50%冲击击穿电压基本上相等,击穿电压的分散性质也不大。
该电场中,电场越均匀,相同间隙距离下的击穿电压越高,其极限是均匀电场中的击穿电压。
该电场中,不能形成稳定的电晕放电,电晕起始电压就是其击穿电压,所以负极性下击穿电压略低于正极性下的数值(可参见上一周内容的极性效应相关内容)。
(4)极不均匀电场在极不均匀电场中,有持续的局部放电,空间电荷积累导致显著的极性效应。