气隙的击穿特性优质PPT.ppt

1、电极形状、间隙距离、电压极性；当间隙距离相同时，电场越均匀击穿电压越高气体状态：一般要折算到标准大气状态,第三节 空气间隙在各种电压下的击穿特性,一、持续作用电压下气隙的击穿特性,1、均匀电场中的击穿电压：a、分散性小 直流、工频交流电压作用下（也包括冲击电压），击穿电压基本相同 b、均匀电场中空气的电气强度大致为 30kV（峰值）/cm经验公式为：d：间隙距离；：空气相对密度,2、稍不均匀电场中的击穿电压,a、与均匀电场相似，分散性很小 直流、工频交流（也包括冲击电压）作用下，击穿电压基本相同 b、不同于极不均匀电场，一旦出现自持放电，立即导致气隙击穿，而不发生电晕现象 c、稍不均匀电场不对

2、称时，虽有极性效应，但不明显 d、击穿电压和电场不均匀程度有极大关系，越均匀击穿电压越高,a、当d D/4时，电场不均匀度增大，击穿电场的分散性增大,直径为D 的球隙的击穿电压Ud 与气隙距离d 的关系,3、极不均匀电场的击穿电压,按电极的对称程度，主要有两种典型的极不均匀电场气隙：a、“棒 棒”气隙（“尖 尖”气隙）b、“棒 板”气隙（“尖 板”气隙）,不同电压波形作用下，差异明显，分散性大；在直流电压下，极性效应明显，而在工频交流电压下“饱和”现象明显。,3、极不均匀电场的击穿电压,显著特征：极性效应平均击穿场强：正极性棒-板间隙：4.5kV/cm负极性棒-板间隙：10kV/cm正极性棒-

3、棒间隙：4.8kV/cm负极性棒-棒间隙：5.0kV/cm（略微不对称）,a、直流电压下的击穿电压,b、交流电场下的击穿电压,特点：1、棒-板间隙击穿总是在棒的极性为正、电压达到峰值时发生，击穿电压与直流电压下正极性击穿电压相近2、除起始部分外，击穿电压与距离近似成直线关系，但大间隙下击穿电压有饱和趋势3、平均击穿场强棒-棒间隙：3.8kV（有效值）/cm棒-板间隙：3.35kV（有效值）/cm,显著特征：“饱和”特性,二、冲击电压作用下气隙的击穿特性,1、冲击电压波形,a、雷电冲击电压波OC为视在波前OF为视在波前时间OG为视在半峰值时间（也称为波长时间）国标规定：,b、操作冲击电压波,国标

4、规定：,2、放电时延,冲击电压的特点：变化速度快、作用时间短，其有效作用时间是以微秒计的。,对气隙施加冲击电压使气隙击穿，需要有两个条件：（1）需要足够幅值的电压，引起电子崩并导致流注和主放电的有效电子；（2）需要电压作用一定的时间，使放电得以发展以致击穿。,2、放电时延,统计时延：从电压达到 的瞬时起到气隙出现第一个有效电子止放电发展时间：从形成第一个有效电子的瞬时起到到气息完全击穿止升压时间：电压从零升到静态击穿电压 的时间,放电时延特点：a、小间隙、均匀场：短，占主要部分b、大间隙、极不均匀场：长，占主要部分c、随着冲击电压幅值的不断升高，将越来越短,有效电子,间隙中出现一个能引起电离过

5、程并最终导致击穿的电子称为有效电子。统计时延服从统计规律的原因：1）有效电子的出现具有统计特性，有些自由电子被中和，有些可能扩散到间隙外2）有些电子虽然也引起电离过程，但由于各种不利因素的巧合，电离可能中途衰亡而终止,3、50%冲击击穿电压（U50%）,工程上常采用50%冲击击穿电压（U50%）来描述气隙的冲击击穿特性。50%冲击击穿电压（U50%）：在多次施加同一电压时，导致其中半数气隙击穿的这一电压值。,在均匀和稍不均匀电场中，气隙的U50%与静态击穿电压Us相差不大，其冲击系数（U50%与Us之比）接近1；而在极不均匀电场中，由于放电时延较长，其冲击系数 均大于1。,4、气隙的伏秒特性,

6、同一个气隙，在峰值较低但延续时间较长的冲击电压作用下可能击穿，而在峰值较高但延续时间较短的冲击电压作用下可能反而不击穿。因此该气隙耐电性能要用冲击电压值和击穿时间两者共同来表示。,伏秒特性的应用1下包线；2上包线；350%伏秒特性,a、极不均匀电场（大间隙）平均击穿场强较低，放电时延较长，只有大大提高电压，才能缩短放电时延。伏秒特性曲线A向左上角上翘b、稍不均匀电场（小间隙）间隙各处场强相差不大，一但出现电离，很快贯穿整个间隙，放电时延短。伏秒特性曲线B只能在很小的时间内向上翘,4.1、不同电场气隙伏秒特性比较,4.2、伏秒特性的应用,两者配合，S2可以保护S1,两者不能配合，不能互相保护,小 结,气隙的击穿特性与电压种类、电场分布形式相关；极不均匀电场的击穿特性，具有明显的极性效应和“饱和”现象；表征气隙冲击击穿特性的两种方式：50%冲击击穿电压（U50%）和气隙的伏秒特性,