第二章气体介质的电气强度

10cm，而改变内筒外直径 r 之值，
那么这一气隙的电晕起始电压Uc和击
穿电压 Ub 随r而变化的规律如左图：
当 r 很小（r<0.1R ) 时，气隙属于
Ub
不均匀电场，击穿前先出现电晕，且
Uc 值很小，而击穿电压 Ub 远大于
Uc。
当 r>0.1R 时，气隙已逐渐转为
稍不均匀电场，Ub≈Uc ，击穿前不
第三节 极不均匀电场气隙的击穿特性
3、工频交流电压
➢ 棒板气隙的击穿总是发生在棒极为正极性的那半周 峰值附近，其工频击穿电压的峰值与正极性直流击 穿电压相近；
➢ 棒棒间隙的工频击穿电压比棒板高一些。
第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 13
第二章 气体介质的电气强度
第三节 极不均匀电场气隙的击穿特性
3、工频交流电压
➢ 在空气间隙更长时，“棒—板”气隙的平均击穿场强 明显降低，即存在“饱和”现象。
没有能概括各种电场分布的统一经验公式。
第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 6
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第二节 稍不均匀电场气隙的击穿特性
2、击穿电压
➢ 通常对一些典型的电极结构做出一批实验数据， 实际的电极结构只能从典型电极中选取类似结构 进行估算。
➢ 电场越均匀，同样间隙距离下的击穿电压越高， 极限就是均匀电场中的击穿电压。
工频交流电压和直流电压统称为稳态电压，以区别于存 在时间很短、变化很快的冲击电压。气隙在稳态电压作 用下的击穿电压即为静态击穿电压Us。
第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 2
第二章 气体介质的电气强度
第一节 均匀电场中气体击穿的发展过程
1、通常只有间隙不太大时的击穿电压试验数据
均匀电场中空气间隙的击穿电压峰值随间隙距离d的变化 第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 3
几种典型电极结构示意图 15、 、同圆心柱球－平板2、6球、－圆平第柱二板－章圆气3体柱、介球质7的－、电球气曲强面度4－、《平同高面轴电圆压8柱技、术曲》面第－二曲讲面 7
第二章 气体介质的电气强度
第二节 稍不均匀电场气隙的击穿特性
3、稍不均匀电场实例
➢ 球间隙
高电压试验中用来测量高电压幅值的球隙 测量器
第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 5
第二章 气体介质的电气强度
第二节 稍不均匀电场气隙的击穿特性
1、击穿特点
➢ 击穿前无稳定电晕； ➢ 无明显的极性效应； ➢ 直流击穿电压、工频击穿电压峰值及50％
冲击击穿电压几乎一致； ➢ 击穿电压的分散性小； ➢ 击穿电压和电场不均匀程度关系大，所以
第二章 气体介质的电气强度
第二章 气体介质的电气强度 概论
➢在工程实践中，常会遇到对气体介质的电气强度作出定 量估计的情况。 ➢通常采用实验的方法来求取某些典型电极所构成的气隙 的击穿特性，以满足工程实用的需要。某些击穿特性实验 结果已在世界范围内获得广泛认可和采用。 ➢气隙的击穿特性与电场形式及所加电压的类型有很大关 系。
第二章 气体介质的电气强度
第一节 均匀电场中气体击穿的发展过程
2、击穿特性
➢ 电极布置对称，无击穿的极性效应； ➢ 均匀电场击穿所需的时间很短； ➢ 直流击穿电压、工频击穿电压峰值以及50％冲击
击穿电压相同； ➢ 击穿电压分散性很小
伏秒特性很快就变平，冲击系数β=1
第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 4
➢ “棒—棒” 气隙的极性效应则不明显，可忽略不计。
击穿特性介于上述“棒—板” 气隙在两种极性下的击穿特 性之间。
第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 11
第二章 气体介质的电气强度
第三节 极不均匀电场气隙的击穿特性
2、直流电压
第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 12
第二章 气体介质的电气强度
第二章 气体介质的电气强度
第二章 气体介质的电气强度
第1节 均匀电场中气体击穿的发展过程 第2节 稍不均匀电场气隙的击穿特性 第3节 极不均匀电场气隙的击穿特性 第4节 大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正 第5节 提高气体介质电气强度的方法 第6节 SF6和气体绝缘电气设备
第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 1
1、极不均匀电场的典型形式
➢ “棒—棒”气隙与“棒—板”气隙
“棒—棒”气隙具有完全的对称性； “棒—板”气隙具有最大的不对称性。
➢ 其他的极不均匀电场气隙
击穿情况均处于这两种极端情况的击穿特性之间； 按其电极的对称度用这两种气隙的击穿特性曲线来估计。
➢ 棒极端面的具体形状影响
当极间距离不大时，特别是在棒极带正极性时，与击穿电 压有一定关系。
第二章 气体介质的电气强度
第一节 均匀电场中气体击穿的发展过程
3、击穿电压的经验公式
➢ 击穿电压：
U2.5 4d 56 .66 d(k)V b
➢ 平均击穿场强
U
Eb2.5 45 6 .6
6/d(k/V c)m
bd
随着极距离 d 的增大，击穿场强 Eb 稍有下降，在
d=1～10cm 的范围内，其击穿场强约为 30kv/cm 。
再有稳定的电晕放电，且击穿电压
的极大值出现在 r≈0.33R 左右。
通常在绝缘设计中将 r/R 之 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 比选在0.25 ～0.4 的范围内。
r(cm)
第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 9
第二章 气体介质的电气强度
第三节 极不均匀电场气隙的击穿特性
➢ 同轴圆筒
高压标准电容器和气体绝缘组合电器中的 分相封闭母线筒
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第二章 气体介质的电气强度
第二节 稍不均匀电场气隙的击穿特性
3、稍不均匀电场实例
➢ 同轴圆桶
U(kV) 140 120 100 80 60 40 20
Ub Uc
如果取同轴圆筒的外筒内半径为
当极间距离较大时，对气隙的击穿电压没有明显影响，故 可统称为棒极。 第二章气体介质的电气强度 《高电压技术》第二讲 10
第二章 气体介质的电气强度
第三节 极不均匀电场气隙的击穿特性
2、直流电压
➢ 不对称的极不均匀电场（例如“棒—板” 气隙）在直 流电压下的击穿具有明显的极性效应。
“棒—板” 气隙在负极性时的击穿电压大大高于正极性时 的击穿电压。