《沿面放電》PPT課件

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1、高電壓技術(shù)李化leehua@mail.hust.edu.cn第1篇電介質(zhì)的電氣特性1氣體電介質(zhì)的絕緣特性23課程回顧-1.7大氣條件對間隙擊穿電壓的影響空氣的相對密度空氣密度大氣的濕度越大，氣隙的擊穿電壓增高海拔高度越大，氣隙的擊穿電壓越低4課程回顧-1.8提高氣體間隙擊穿電壓的措施響采用高氣壓采用高電氣強度氣體（SF6）采用高真空改善電場分布的方法改進電極形狀（增加曲率半徑（屏蔽罩）、改善電極邊緣形狀、光滑處理）利用空間電荷畸變電場（細線效應(yīng)）極不均勻場采用屏障削弱氣體電離過程的方法小結(jié)純空氣隙擊穿理論與電場均勻度有關(guān)均勻電場湯遜理論流注理論內(nèi)容：α過程＋γ

2、過程自持放電條件：γ(eαd－1)≥1適用范圍：低氣壓、短氣隙內(nèi)容：電子崩＋流注過程自持放電條件：eαd＝常數(shù)（108）適用范圍：高氣壓、長氣隙不均勻電場電暈放電：極不均勻電場特有的自持放電現(xiàn)象極性效應(yīng)正棒—負板電暈起始電壓高間隙擊穿電壓低負棒—正板電暈起始電壓低間隙擊穿電壓高純空氣隙擊穿理論與電壓類型有關(guān)靜態(tài)擊穿電壓（直流、工頻）放電時間足夠，擊穿電壓有確定值標準波形U50%：擊穿百分比為50%的擊穿電壓v-t特性：氣隙的沖擊擊穿電壓與放電時間的關(guān)系。用于絕緣配合雷電沖擊擊穿電壓特點非周期性雙指數(shù)衰減波衰減震蕩操作沖擊波飽和現(xiàn)象：增大氣隙的長度，不能提高其擊

3、穿電壓。波形U形曲線：一定波前時間內(nèi)，U50%比工頻擊穿電壓低操作沖擊擊穿電壓標準波形1.2/50μs非周期性雙指數(shù)衰減波小結(jié)純空氣隙擊穿理論與氣體狀態(tài)有關(guān)空氣密度相對密度空氣濕度影響：氣隙的擊穿電壓隨δ的增高而提高影響：濕度越大，氣隙的擊穿電壓增高校正海拔高度空氣SF6物理化學(xué)：無色、無味，化學(xué)性能穩(wěn)定，電負性絕緣特性：擊穿電壓是空氣的2.5倍，滅弧性能大約是空氣的100倍混合氣體：較好保持純SF6的絕緣性能；更好的物理化學(xué)特性(液化溫度低);能取得很大的經(jīng)濟效益氣體絕緣電氣設(shè)備：封閉式絕緣組合電器、氣體絕緣變壓器、氣體絕緣管道輸電線校正：U≈δU0影響：海

4、拔高度越大，氣隙的擊穿電壓越低校正：U=KaUp與氣體種類有關(guān)小結(jié)提高氣體介質(zhì)電氣強度的方法改善電場分布改進電極形狀使電場分布更加均勻利用放電產(chǎn)生的空間電荷改善電場分布，使電場均勻度提高采用高氣壓減小電子平均自由行程，削弱電離過程積聚空間電荷，改善電場分布利用空間電荷畸變電場利用屏障削弱氣體電離過程采用高電氣強度氣體削弱間隙中的碰撞電離過程采用高真空鹵族元素：很強的電負性；分子直徑大，電子自由行程短；易發(fā)生極化現(xiàn)象小結(jié)1氣體電介質(zhì)的絕緣特性9沿面放電的一般概念沿面放電——沿著固體介質(zhì)表面的氣體發(fā)生的放電沿面閃絡(luò)——沿面放電發(fā)展到貫穿性的空氣擊穿導(dǎo)體都要靠固體絕

5、緣裝置（各類絕緣子）固定，同時固體絕緣裝置還起著電氣絕緣的作用。它們喪失絕緣功能有兩種可能，：一是固體介質(zhì)本身的擊穿。二是沿著固體介質(zhì)表面發(fā)生閃絡(luò)。1.9沿面放電實驗結(jié)果表明：在相同的放電距離條件下，沿面閃絡(luò)電壓比純空氣間隙的擊穿電壓低得多在表面潮濕污染的情況下，沿面閃絡(luò)電壓會更低。一個絕緣裝置的實際耐壓能力取決于它的沿面閃絡(luò)電壓。1.9沿面放電沿面放電電壓低的原因？污閃過程提高沿面閃絡(luò)電壓措施121.9沿面放電沿面放電的類型和特點沿面放電與固體介質(zhì)表面的電場分布有很大關(guān)系界面電場分布的三種典型情況固體介質(zhì)處于均勻電場中，且界面與電力線平行，工程中比較少見，但

6、實際結(jié)構(gòu)中會遇到固體處于稍不均勻電場中、且界面與電力線大致平行的情況。此時沿面放電特性與均勻電場的情況相似。界面——氣體介質(zhì)與固體介質(zhì)的交界面1.9沿面放電-不同電場形式中的沿面放電1.均勻電場固體介質(zhì)處于極不均勻電場中，且界面電場的垂直分量En比平行于表面的切線分量Et大得多類似于變壓器用電容套管1.9沿面放電-不同電場形式中的沿面放電2.具有強垂直分量的不均勻電場固體介質(zhì)處于極不均勻電場中，且界面電場的切線分量Et比垂直分量En大得多類似于支撐絕緣子復(fù)合支持絕緣子戶外高壓支持絕緣子1.9沿面放電-不同電場形式中的沿面放電3.具有弱垂直分量的不均勻電場一、均

7、勻電場中的沿面放電放電特點：放電總發(fā)生在沿著固體介質(zhì)表面，且放電電壓比純空氣間隙的放電電壓要低.電極固體介質(zhì)放電路徑原因固體介質(zhì)與電極接觸不良、存在小間隙由于空氣的介電常數(shù)比固體介質(zhì)小，在交流電壓作用下，間隙中的場強比平均場強高得多，小間隙內(nèi)將首先發(fā)生放電，所產(chǎn)生的帶電粒子沿著固體介質(zhì)的表面移動，使原有電場發(fā)生畸變，降低了沿面閃絡(luò)電壓。1.9沿面放電-不同電場形式中的沿面放電沿面電位分布不均。由于潮氣被吸附到固體介質(zhì)的表面而形成薄水膜，水膜中的離子受電場的驅(qū)動逐漸積聚在電極附近表面，使沿面電位分布變得不均勻，從而降低了沿面閃絡(luò)電壓。此外，由于水分的影響，各處表

8、面電阻不相同，當界面上有泄漏電流流過時