极不均匀电场气隙击穿特性

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(1)操作冲击电压波形 对气隙的电气强度有很 大的影响，击穿电压 U50%(s)与波前时间Tcr的 关系曲线呈现“U”形， 在某一最不利的波前时 间Tc下，出现极小值。
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(2)气隙的操作冲击电压不但远低于雷电冲击 电压，在某些波前时间范围内，甚至比工频击穿 电压还要低。
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在各种各样的极不均匀电场气隙中：
➢“棒－棒”气隙：完全对称性 ➢“棒－板”气隙：最大不对称性
其它类型不均匀电场气隙击穿特性介于这两 种之间。
对于实际工程中遇到的各种极不均匀电场气隙来 说，均可按其电极的对称程度分别选用“棒-棒”或 “棒-板”两种典型气隙的击穿特性曲线来估计其电气 强度。
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四、操作冲击电压 我国采用如图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ－17所示的±250/2500us标
准操作冲击波形。
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随着输电电压的不断提高： ➢额定电压超过220kV的超高压输电系统，应 按操作过电压下的电气特性进行绝缘设计 ➢超高压电力设备也应采用操作冲击电压来进 行高压试验
下面来看一下极不均匀电场长气隙时操作冲 击电压下的击穿具有的特点：
一、直流电压 “棒－棒”和“棒－板”
击穿特性见图2-4。
可以看出：“棒－ 板”负极性击穿电压大 大高于正极性击穿电压。
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二、工频交流电压 升压方式：
电压慢电压慢慢升高，直至发生击穿。升 压的速率一般控制在每秒升高预期击穿电 压值的3％。
“棒-棒”气隙的工频击穿电压要比“棒板”气隙高一些，因为相对而言，“棒-棒” 气隙的电场要比“棒-板”气隙稍为均匀一 些。
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从图中可以看出，随着气隙长度的增大，“棒-板” 气隙的平均击穿场强明显降低，即存在“饱和”现象。
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当气隙的击穿场强“饱和”时，再增大 “棒-板”气隙的长度，已不能有效地提高 其工频击穿电压。
各种气隙的工频击穿电压分散性一般不大， 其标准偏差值不会超过2%-3%。
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三、雷电冲击电压
在1.5/40uS雷电冲击电压作用下，“棒-棒”和 “棒-板”气隙的50％冲击击穿电压与极间距离d的 关系如图2－8所示。
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气隙长度更大的实验 结果见图2－9。
对于1.2/50uS标准冲击电 压波上述两图亦适用。
由图可见，“棒－板” 气隙的冲击击穿电压具有 明显的极性效应，棒极为 正极性的击穿电压比负极 性时数值低得多。
(4)操作冲击电压下的气隙击穿电压和放电时间 的分散性都要比雷电冲击电压下大得多。
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小结
➢直流电压下“棒－板”负极性击穿电压大大高 于正极性击穿电压 ➢工频交流电压下“棒-棒”气隙的击穿电压要 比“棒-板”气隙高一些 ➢雷电冲击电压下“棒－板” 电极，棒极为正极 性的击穿电压比负极性时数值低得多 ➢掌握操作冲击电压下击穿特点 （本节完）
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图2-6是空气中棒 间隙的工频击穿电压与 气隙长度的关系曲线， 可以看出，在气隙长度 d不超过1m时，“棒-棒” 与“棒-板”气隙的工 频击穿电压几乎一样， 但在d进一步增大后， 二者的差别就变得越来 越大了。
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图2-7是空气间隙更长时的试验数据，为了进行 比较，图中同时绘有“导线-导线”和“导线-杆塔” 空气间隙的试验结果。
各种类型作用电压下，以操作冲击电压下 的电气强度最小。在确定电力设施的空气间距 时，必须考虑到这一重要情况。
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(3)极不均匀电场长气隙的操作冲击击穿特性 具有显著的“饱和特征”，而其雷电冲击击穿特性 却是线性的。电气强度最差的正极性“棒—板”气 隙的饱和现象最为严重，尤其是在气隙长度大于5m 以后，这对特高压输电技术来说，是一个极其不利 的制约因素。