气隙的电气强度第一节气隙的击穿时间

3、对海拔的校正
我国国家标准规定：对于安装在海拔高于1000m 、但不超过 4000m 处的电力设施外绝缘，在 1000m以下试验时其试验电压 U 应为平原地区外绝缘的耐受电压Up 乘以海拔校正因数Ka ，
U = Ka Up
Ka 1.1H1104
式中 H——安装点的海拔高度，m。
§3.4 较均匀电场气隙的击穿电压
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பைடு நூலகம்击穿时间
最低静态击穿电压U0 击穿时间tb
升压时间t0 、统计时延ts 、放
定的脉动，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 20.07以内。频率一般在 45—65Hz范围内。
（ 三） 标准雷电冲击电压波
u / Um
用来模拟雷电过电压波，采用非
u / Um
1
0.5
0
Tcr
T2
u Um
0
t
Tcr
t
Tcr=1000 ～ 1500us
二、伏秒特性
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。
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。
电发展时间tf 、放电时延 tl
短间隙(1厘米以下)
tf<<ts ，平均统计时延 较长的间隙中
tl主要决定于tf 间隙上外施电压增加，放电
发展时间也会减小
tb t0ts tf
tl ts tf
气隙的电气强度第一节气隙的击穿 时间
§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
一、 我国的国家标准所规定的标准大气条件为：
压力 p0 =101.3kpa； 温度 t0 =20℃ 或 T0 = 293K； 绝对湿度 hc =11g / m3 。
二、大气条件对击穿电压影响 气隙的击穿电压随大气密度或湿度的增加而升高 原因： ①大气密度升高而击穿电压升高：随着空气密度
的增大，气体中自由电子的平均自由程缩短了，不易 造成撞击电离。
气隙的电气强度第一节气隙的击穿 时间
三. 气隙击穿电压的概率分布
➢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。 ➢100%的耐受电压是很难测的（要做无穷次的实 验），实际中常用很高耐受几率(例如99％以上)的电 压作为耐受电压。
§3.3大气条件对气隙击穿电压的影响
由于大气的压力、温度、湿度等条件会影响空气的密度、 电子自由行程长度、碰撞电离及附着过程，影响气隙的击穿电 压Ub。
1、对空气密度的校正
气体密 度 2.9P
T
Kd
p p0
2730 273
m
2、对湿度的校正
在均匀和稍不均匀电场中，放电开始时，整个气隙的电场 强度都很大，电子运动速度较快，不易被水分子俘获，因而湿 度影响不太明显
在极不均匀电场中，湿度影响就很明显了，可用下面的湿 度校正因数来校正
Kh = KW
指数W之值取决于电极形状、气隙长度、电压类型及其极 性。具体值亦可参考有关国家标准
t
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。
（二）伏秒特性的用途
1. 间隙伏秒特性的形状决定于电极间电场分布 2. 伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性具有
重要意义
3-2-6 Ｓ２对Ｓ1 起保护作用
3-2-7在高幅值冲击电压作用下， Ｓ２不起保护作用
（一）伏秒特性曲线的制作
➢ 保持一定的冲击电压波 u
3
形不变，而逐级升高电
压，以电压为纵坐标，
2
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
1
到相应的点
➢ 电压较高时，击穿一般 0
发生在波头，取击穿时
t
刻的电压值及该时刻，
得到相应的点
u
1 2
3
0
3-U0% 2-U50% U50% 1-U100%
1. 均匀电场 特点： ➢ 起始放电电压就等于气隙的击穿电压， ➢ 击穿电压与电压极性无关 ➢ 空气的击穿电压(峰值) 的经验公式为
U b2.4S6.53 S kV
式中 S 间隙距离（cm）
空气相对密度
➢ 电气强度（峰值）大致等于30kV/cm
2. 稍不均匀电场中的击穿电压 1) 不能形成稳定的电晕放电 2) 电场不对称时，极性效应不很明显 3) 直流、工频下的击穿电压(幅值)以及50％冲击
u / Um 1 0.9
图。IEC标准和我国国家标准规定为：
0.3
T1=1.2μs ±30% ；Tc=2～5μs 。可写成 1.2/ 2～5μs .
0 0’ T1 Tc
t
标准操作冲击电压波
（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。波前时间Tcr=250μs±20%；半峰值时间 T2=2500μs±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%
②湿度的增加而击穿电压升高：水蒸汽是电负性 气体，易俘获自由电子形成负离子，使自由电子的数 量减少，阻碍了电离的发展。
气隙的电气强度第一节气隙的击穿 时间
UU 0K t U 0K dK h
式中: U ——实际试验条件下的气隙击穿电压 U0 ——标准大气条件下的气隙击穿电压 Kd——空气密度校正因数 Kh——湿度校正因数
1 0.9
周期性双指数波。T1——视在波前时 0.5
间；
T2——视在半峰值时间 ；Um—
0.3 0
—冲击电压峰值
0’ T1
T2
t
国际电工委员会(IEC)和我国国家标准规定为：
T1=1.2μs ±30% ；T2=50μs±20% 通常写成1.2/50μs。
（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