六氟化硫气体绝缘
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九、稍不均匀电场中SF6的击穿
44
45
46
47
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
48
第三节 极不均匀电场中SF6的击穿
一、极不均匀电场
根据间隙的绝缘利用系数 （Eav/Emax)来判断。 当r<rt时，先电晕后击穿 当r>rt时，击穿前无局部放电 气压与rt有关
2
3
4
GIS变电站
优点： 1）体积小 2）灭弧能力强 3）不受外界影响
5
6
7
第一节 引言
一、绝缘结构类型
1）SF6气隙绝缘 2） SF6与绝缘子沿面绝缘 3）出线绝缘（套管） 4） SF6-薄膜组合绝缘
8
第一节 引言
绝缘结构
9
1）无色无味 2） 较高的介电强度 3）优良的灭弧能力 4) 不可燃 5) 放电时会产生有毒
三、自持放电条件
均匀电场中,当电子崩头部电子数达到临界值时,电 子崩转入流注,放电转入自持阶段
dln ncr i tK1~ 31.5 8
E pb(E p)cr itK p/d8850 p.5d
Ub88p5d 0.5
20
21
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
四、SF6气体的巴申曲线
最小击穿电压为507V,在
15
1）均匀电场中介电强 度约为相同气压下 空气的2.5~3倍
2) 0.3MPa时约和变压 器油的相当
16
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
一、SF6的介电强度
原因: 1) 极强的电负性,容易吸附电子形成负离子,阻碍放
电的形成和发展 2)分子直径大,使电子平均自由行程缩短,不易积累
能量,而SF6的电离电位较大,因而减小了电离的 可能性 3)电子与气体分子相遇时,因极化增加能量损耗,减 弱其碰撞电离能力
当电子崩由突出物处开始发展, 达到一定长度而使崩头电子数达 到临界值ncrit时,间隙击穿
电极表面有突出物的原因是：表 面粗糙或有导电微粒附着。
25
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6 的击穿
五、电极表面状态的影响
hxc h
(x)d
xl
nncrit
K
hxc h
E(x)
p
(Ep)critd
x
K/
p
26
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
31
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
六、导电微粒的影响
32
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
33
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
34
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
八、面积效应
电极面积越大时，电极表面严重突出物和一些 影响击穿电压的偶然因素出现的概率也越大， 因而击穿电压下降。
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
临界压力pk: Eb/p= (E/p)crit 时的压力 (ph)crit =6MPa.um 临界击穿压力与突出物高度h有关 比较气体绝缘,要同时考虑(E/p)crit 和(ph)crit
27
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
17
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
二、SF6的电子电离系数和附着系数
电子崩发展过程中,电子数目计算:
电子电离系数
nexpx([)dx ] 电子附着系数 0
有效电离Hale Waihona Puke Baidu数 18
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
二、SF6的电子电离系数和附着系数
19
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
pd=3.5X10-5MPacm时得到.
当压力不大时,相同 pd有相同的Ub
压力较大时,出现偏离.
22
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
四、SF6气体的巴申曲线
23
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6 的击穿
五、电极表面状态的影响
现象:实际击穿Eb/p小于 (E/p)crit ,而 且巴申曲线有分支 解释:电极表面有突出物
高电压绝缘技术
第一节 引言 第二节 均匀及不均匀电场中六氟化硫的击穿 第三节 极不均匀电场中六氟化硫的击穿 第四节 六氟化硫气体的冲击击穿特性 第五节 六氟化硫气体中沿固体介质表面的放电 第六节 含六氟化硫的混合气体
1
1900年SF6首次出现；50年代开始作为绝缘和灭弧介质使用 ，1965年开始出现六氟化硫金属封闭开关设备（GIS），将变压 器以外的其他设备全部封闭在接地金属外壳内的气体绝缘变电站 ，壳内充以0.3～0.4MPa的SF6作为相间和相对地的绝缘。
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第三节 极不均匀电场中SF6的击穿
二、极不均匀电场中SF6的击穿
50
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第三节 极不均匀场中SF6的击穿
3.2 极不均匀电场中的击穿
与均匀电场中的击穿电压相比， SF6气体在极不均匀电场中击 穿电压下降的程度比空气大。
SF6的击穿电压比空气的提高 不多，甚至接近： 1）随着电场强度的增加， SF6中电子崩内电子数的增长 比空气中快=》起始电压高出 不多 2）棒极周围的空间电荷较集 中，未形成有效的均匀电荷层 即自屏蔽效应
42
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.8 稍不均匀电场中 SF6的击穿
电子崩转变为流注的条件即为 击穿条件 电场的不均匀程度对击穿电压 影响很大，特别是最大电场— ——实际中尽量减小最大电场， 例对同轴圆柱结构取R=3r。 击穿电压有饱和现象和极性效 应
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
28
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
29
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
六、导电微粒的影响 SF6气体对灰尘和导电微粒十分敏感,而 少量气体杂质或灰尘不会有明显影响
物质
6) 高压下会液化
7) 能与水发生反应产 生腐蚀物质
11
12
13
第一节 引言
SF6 的物理化学性质
1）SF6会聚集在地面—防窒息—工作面要通风 2） 杂质有毒—严格控制纯度 3）在设备内部吸附剂 4) 工作人员接触有毒气体时要带放毒面具和
防护手套
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
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第三节 极不均匀电场中SF6的击穿
一、极不均匀电场
根据间隙的绝缘利用系数 （Eav/Emax)来判断。 当r<rt时，先电晕后击穿 当r>rt时，击穿前无局部放电 气压与rt有关
2
3
4
GIS变电站
优点： 1）体积小 2）灭弧能力强 3）不受外界影响
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6
7
第一节 引言
一、绝缘结构类型
1）SF6气隙绝缘 2） SF6与绝缘子沿面绝缘 3）出线绝缘（套管） 4） SF6-薄膜组合绝缘
8
第一节 引言
绝缘结构
9
1）无色无味 2） 较高的介电强度 3）优良的灭弧能力 4) 不可燃 5) 放电时会产生有毒
三、自持放电条件
均匀电场中,当电子崩头部电子数达到临界值时,电 子崩转入流注,放电转入自持阶段
dln ncr i tK1~ 31.5 8
E pb(E p)cr itK p/d8850 p.5d
Ub88p5d 0.5
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
四、SF6气体的巴申曲线
最小击穿电压为507V,在
15
1）均匀电场中介电强 度约为相同气压下 空气的2.5~3倍
2) 0.3MPa时约和变压 器油的相当
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
一、SF6的介电强度
原因: 1) 极强的电负性,容易吸附电子形成负离子,阻碍放
电的形成和发展 2)分子直径大,使电子平均自由行程缩短,不易积累
能量,而SF6的电离电位较大,因而减小了电离的 可能性 3)电子与气体分子相遇时,因极化增加能量损耗,减 弱其碰撞电离能力
当电子崩由突出物处开始发展, 达到一定长度而使崩头电子数达 到临界值ncrit时,间隙击穿
电极表面有突出物的原因是：表 面粗糙或有导电微粒附着。
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6 的击穿
五、电极表面状态的影响
hxc h
(x)d
xl
nncrit
K
hxc h
E(x)
p
(Ep)critd
x
K/
p
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
六、导电微粒的影响
32
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
33
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
八、面积效应
电极面积越大时，电极表面严重突出物和一些 影响击穿电压的偶然因素出现的概率也越大， 因而击穿电压下降。
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
临界压力pk: Eb/p= (E/p)crit 时的压力 (ph)crit =6MPa.um 临界击穿压力与突出物高度h有关 比较气体绝缘,要同时考虑(E/p)crit 和(ph)crit
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
二、SF6的电子电离系数和附着系数
电子崩发展过程中,电子数目计算:
电子电离系数
nexpx([)dx ] 电子附着系数 0
有效电离Hale Waihona Puke Baidu数 18
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
二、SF6的电子电离系数和附着系数
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
pd=3.5X10-5MPacm时得到.
当压力不大时,相同 pd有相同的Ub
压力较大时,出现偏离.
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
四、SF6气体的巴申曲线
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6 的击穿
五、电极表面状态的影响
现象:实际击穿Eb/p小于 (E/p)crit ,而 且巴申曲线有分支 解释:电极表面有突出物
高电压绝缘技术
第一节 引言 第二节 均匀及不均匀电场中六氟化硫的击穿 第三节 极不均匀电场中六氟化硫的击穿 第四节 六氟化硫气体的冲击击穿特性 第五节 六氟化硫气体中沿固体介质表面的放电 第六节 含六氟化硫的混合气体
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1900年SF6首次出现；50年代开始作为绝缘和灭弧介质使用 ，1965年开始出现六氟化硫金属封闭开关设备（GIS），将变压 器以外的其他设备全部封闭在接地金属外壳内的气体绝缘变电站 ，壳内充以0.3～0.4MPa的SF6作为相间和相对地的绝缘。
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第三节 极不均匀电场中SF6的击穿
二、极不均匀电场中SF6的击穿
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第三节 极不均匀场中SF6的击穿
3.2 极不均匀电场中的击穿
与均匀电场中的击穿电压相比， SF6气体在极不均匀电场中击 穿电压下降的程度比空气大。
SF6的击穿电压比空气的提高 不多，甚至接近： 1）随着电场强度的增加， SF6中电子崩内电子数的增长 比空气中快=》起始电压高出 不多 2）棒极周围的空间电荷较集 中，未形成有效的均匀电荷层 即自屏蔽效应
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.8 稍不均匀电场中 SF6的击穿
电子崩转变为流注的条件即为 击穿条件 电场的不均匀程度对击穿电压 影响很大，特别是最大电场— ——实际中尽量减小最大电场， 例对同轴圆柱结构取R=3r。 击穿电压有饱和现象和极性效 应
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
28
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
30
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
六、导电微粒的影响 SF6气体对灰尘和导电微粒十分敏感,而 少量气体杂质或灰尘不会有明显影响
物质
6) 高压下会液化
7) 能与水发生反应产 生腐蚀物质
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第一节 引言
SF6 的物理化学性质
1）SF6会聚集在地面—防窒息—工作面要通风 2） 杂质有毒—严格控制纯度 3）在设备内部吸附剂 4) 工作人员接触有毒气体时要带放毒面具和
防护手套
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿