《高电压技术》PPT课件.ppt

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1、第三章气隙的电气强度第一节气隙的击穿时间第二节气隙的伏秒特性和击穿电压的概率分布第三节大气条件对气隙击穿电压的影响第四节较均匀/不均匀电场气隙的击穿电压第五节提高气隙击穿电压的方法§3.1气隙的击穿时间完成气隙击穿的三个必备条件：1、足够大的电场强度或足够高的电压；2、在气隙中存在能引起电子崩并导致流柱和主放电的有效电子；3、需要有一定的时间，让放电得以逐步发展并完成击穿。完成击穿所用时间都以微秒记，在直流和工频等持续电压下，时间不成问题。但冲击电压的有效作用时间也以微秒记，所以放电时间就成了重要因素了。放电的总时间tb由三部分组成，即tb=tl+ts+tfts——统计时延，指从tl到气隙中出

2、现第一个有效电子tf——放电形成时延，从出现有效电子到最终击穿。tlag=ts+tftlag——放电时延第七节放电时间和冲击电压下的气隙击穿一、放电时间tst1tftlagtbUut§3.2气隙的伏秒特性一.电压波形（一）直流电压直流试验电压大都由交流整流而得，其波形必然有一定的脉动，通常所称的电压值是指平均值。直流电压的脉动幅值是最大值与最小值之差的—半。纹波系数为脉动幅值与平均值之比。国家标准规定被试品上直流试验电压的纹波系数应不大于3％。（二）工频交流电压工频交流试验电压应近似为正弦波，正负两半波相同，其峰值与有效值之比应在以内。频率一般在45—65Hz范围内。（三）标准雷电冲击电压波用

3、来模拟电力系统中的雷电过电压波，采用非周期性双指数波。如图T1——视在波前时间；T2——视在半峰值时间；Um——冲击电压峰值国际电工委员会(IEC)和我国国家标准规定为：T1=1.2μs，容许偏差±30%；T2=50μs，容许偏差±20%通常写成1.2/50μs，并可在前面加上正、负号表示极性。（四）标准雷电截波用来模拟雷电过电压引起气隙击穿或外绝缘闪落后出现的截尾冲击波，如图。IEC标准和我国国家标准规定为：T1=1.2μs，容许偏差±30%；Tc=2～5μs。可写成1.2/2～5μs.0.30.50.9100’T1T2u/Umt0.900.31u/Um0’T1Tct标准雷电冲击电压波标准雷

4、电截波（五）标准操作冲击电压波用来等效模拟电力系统中操作过电压波，一般也用非周期性双指数波。IEC标准和我国标准规定为[见下左图]：波前时间Tcr=250μs,容许偏差±20%；半峰值时间T2=2500μs,容许偏差±60%。可写成250/2500μs冲击波。当在试验中上述波形不能满足要求时，推荐采用100/2500μs和500/2500μs冲击波。此外还建议采用一种衰减震荡波[下右图]，第一个半波的持续时间在2000～3000μs之间，极性相反的第二个半波的峰值约为第一个半波峰值的80%0.510u/UmTcrT2tu0UmTcrtTcr=1000～1500us标准操作冲击电压波二、伏秒特性

5、气隙的伏秒特性——在同一波形，不同幅值的冲击电压作用下，气隙上出现的电压最大值和放电时间的关系，称为该气隙的伏秒特性。伏秒特性曲线——表示该气隙伏秒特性的曲线，称为伏秒特性曲线。50%冲击击穿电压（U50%)——指某气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值。冲击系数β——U50%与静态击穿电压Us之比称为冲击系数β。均匀和稍不均匀电场下冲击击穿电压的分散性很小，冲击系数β≈1。极不均匀电场中由于放电时延较长，冲击系数β均大于1。（一）伏秒特性曲线的制作保持一定的冲击电压波形不变，而逐级升高电压，以电压为纵坐标，时间为横坐标，电压较低时，击穿一般发生在波尾，取该电压的峰值与击穿时刻，得到相应的点；

6、电压较高时，击穿一般发生在波头，取击穿时刻的电压值及该时刻，得到相应的点；把这些相应的点连成一条曲线，就是该气隙在该电压波形下的“伏秒特性曲线”。u0t123实际上伏秒特性具有统计分散性，是一个以上下包线为界的带状区域。工程上，通常取“50%伏秒特性曲线”来表征一个气隙的冲击击穿特性。U50%u0t231（二）伏秒特性曲线的应用在保护设备和被保护设备的绝缘配合上具有重要的意义。是防雷设计中实现保护设备和被保护设备的绝缘配合的依据。举例：如果一个电压同时作用在两个并联的气隙S1和S2上，其中一个气隙先被击穿了，则电压被短接截断，另一个气隙就不会再被击穿了。这个原则如用于保护装置和被保护设备，那就

7、是前者保护了后备。设前者的伏秒特性以S2记之，后者的以S1记之，如图3-2-6情况。三.气隙击穿电压的概率分布不论是在何种电压作用下，气隙的击穿电压都有一定的分散性，即“击穿概率分布特性”。研究表明，气隙击穿的几率分布接近正态分布，通常可以用U50%和变异系数Z来表示。用作绝缘的气隙，人们所关心的不仅是其U50%击穿电压，更重要的是其耐受电压即能确保耐受而不被击穿的电压。100%的耐受电压是很难测