哈工大高电压技术-5、大气条件对气隙击穿特性的影响及校正.ppt

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1、1 1 1 1、极极极极间间间间距距距距离离离离相相相相同同同同的的的的正正正正、负负负负极极极极性性性性“棒棒棒棒板板板板”气气气气隙隙隙隙在在在在自自自自持持持持放放放放电前、后气体放电的差异电前、后气体放电的差异电前、后气体放电的差异电前、后气体放电的差异 正正正正极极极极性性性性“棒棒棒棒板板板板”：因因因因棒棒棒棒极极极极带带带带正正正正电电电电位位位位，电电电电子子子子崩崩崩崩中中中中的的的的电电电电子子子子迅迅迅迅速速速速进进进进入入入入棒棒棒棒极极极极，正正正正离离离离子子子子暂暂暂暂留留留留在在在在棒棒棒棒极极极极附附附附近近近近，这这这这些些些些空空空空间间间间电电电电荷荷

2、荷荷消消消消弱弱弱弱了了了了棒棒棒棒极极极极附附附附近近近近的的的的电电电电场场场场而而而而加加加加强强强强了了了了外外外外部部部部空空空空间间间间的的的的电电电电场场场场，阻阻阻阻止止止止了了了了棒极附近流注的形成，使得电晕起始电压有所提高棒极附近流注的形成，使得电晕起始电压有所提高棒极附近流注的形成，使得电晕起始电压有所提高棒极附近流注的形成，使得电晕起始电压有所提高自持放电前的阶段（电晕放电阶段）自持放电前的阶段（电晕放电阶段）自持放电前的阶段（电晕放电阶段）自持放电前的阶段（电晕放电阶段）负负负负极极极极性性性性“棒棒棒棒板板板板”：因因因因棒棒棒棒极极极极带带带带负负负负电电电电位位

3、位位，电电电电子子子子崩崩崩崩中中中中电电电电子子子子迅迅迅迅速速速速向向向向板板板板极极极极扩扩扩扩散散散散，正正正正离离离离子子子子暂暂暂暂留留留留在在在在棒棒棒棒极极极极附附附附近近近近，这这这这些些些些空空空空间间间间电电电电荷荷荷荷加加加加强强强强了了了了棒棒棒棒极极极极附附附附近近近近的的的的电电电电场场场场而而而而消消消消弱弱弱弱了了了了外外外外部部部部空空空空间间间间的的的的电电电电场场场场，使使使使得得得得棒棒棒棒极附近流注容易形成，降低了电晕起始电压极附近流注容易形成，降低了电晕起始电压极附近流注容易形成，降低了电晕起始电压极附近流注容易形成，降低了电晕起始电压 正正正正极

4、极极极性性性性棒棒棒棒 板板板板：当当当当电电电电压压压压进进进进一一一一步步步步提提提提高高高高，随随随随着着着着电电电电晕晕晕晕放放放放电电电电区区区区的的的的扩扩扩扩展展展展，强强强强场场场场区区区区逐逐逐逐步步步步向向向向板板板板极极极极推推推推进进进进，流流流流注注注注发发发发展展展展是是是是顺顺顺顺利利利利持持持持续续续续的，直至气隙被击穿，其击穿电压较低的，直至气隙被击穿，其击穿电压较低的，直至气隙被击穿，其击穿电压较低的，直至气隙被击穿，其击穿电压较低自持放电后的阶段（击穿放电阶段）自持放电后的阶段（击穿放电阶段）自持放电后的阶段（击穿放电阶段）自持放电后的阶段（击穿放电阶段）

5、负负负负极极极极性性性性棒棒棒棒 板板板板：当当当当电电电电压压压压进进进进一一一一步步步步提提提提高高高高时时时时，电电电电晕晕晕晕区区区区不不不不易易易易向向向向外外外外扩扩扩扩展展展展，流流流流注注注注发发发发展展展展是是是是逐逐逐逐步步步步顿顿顿顿挫挫挫挫的的的的，整整整整个个个个气气气气隙隙隙隙的的的的击击击击穿穿穿穿是是是是不不不不顺顺顺顺利利利利的的的的，其其其其击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压比比比比正正正正极极极极性性性性时时时时高高高高得得得得多多多多，击击击击穿穿穿穿完完完完成成成成时时时时间间间间也也也也要长得多要长得多要长得多要长得多电电电电晕晕晕晕放放放放电电电电电

6、电电电压压压压：正正正正极极极极性性性性“棒棒棒棒板板板板”负负负负极极极极性性性性“棒棒棒棒板板板板”击击击击穿穿穿穿放放放放电电电电电电电电压压压压：正正正正极极极极性性性性“棒棒棒棒板板板板”负负负负极极极极性性性性“棒棒棒棒板板板板”2 2 2 2、极不均匀电场中的短间隙、长间隙的放电发展过程、极不均匀电场中的短间隙、长间隙的放电发展过程、极不均匀电场中的短间隙、长间隙的放电发展过程、极不均匀电场中的短间隙、长间隙的放电发展过程 短间隙短间隙短间隙短间隙：长间隙长间隙长间隙长间隙：电子崩电子崩电子崩电子崩 流注流注流注流注 主放电（击穿）主放电（击穿）主放电（击穿）主放电（击穿）电子崩

7、电子崩电子崩电子崩 流注流注流注流注 先导先导先导先导 主放电（击穿）主放电（击穿）主放电（击穿）主放电（击穿）对空气密度的校正对空气密度的校正 对湿度的校正对湿度的校正 对海拔的校正对海拔的校正第四节第四节 大气条件对气隙击穿大气条件对气隙击穿特性的影响特性的影响 前前前前面面面面介介介介绍绍绍绍的的的的不不不不同同同同气气气气隙隙隙隙在在在在各各各各种种种种电电电电压压压压下下下下的的的的击击击击穿穿穿穿特特特特性性性性均对应于均对应于均对应于均对应于标准大气条件标准大气条件标准大气条件标准大气条件和和和和正常海拔高度正常海拔高度正常海拔高度正常海拔高度。由由由由于于于于大大大大气气气气的

8、的的的压压压压力力力力、温温温温度度度度、湿湿湿湿度度度度等等等等条条条条件件件件都都都都会会会会影影影影响响响响空空空空气气气气的的的的密密密密度度度度、电电电电子子子子自自自自由由由由行行行行程程程程长长长长度度度度、碰碰碰碰撞撞撞撞电电电电离离离离及及及及附附附附着着着着过程过程过程过程，所以也必然会影响气隙的击穿电压。，所以也必然会影响气隙的击穿电压。，所以也必然会影响气隙的击穿电压。，所以也必然会影响气隙的击穿电压。海海海海拔拔拔拔高高高高度度度度的的的的影影影影响响响响亦亦亦亦与与与与此此此此类类类类似似似似，因因因因为为为为随随随随着着着着海海海海拔拔拔拔高高高高度的增加，空气的

9、压力和密度均下降。度的增加，空气的压力和密度均下降。度的增加，空气的压力和密度均下降。度的增加，空气的压力和密度均下降。压力：压力：压力：压力：p p p p0 0 0 0=101.3kPa(760mmHg)=101.3kPa(760mmHg)=101.3kPa(760mmHg)=101.3kPa(760mmHg)；温度：温度：温度：温度：t t t t0 0 0 0=20=20=20=20摄氏度或摄氏度或摄氏度或摄氏度或T T T T0 0 0 0=293K=293K=293K=293K；绝对湿度：绝对湿度：绝对湿度：绝对湿度：h h h hc c c c=11g/m=11g/m=11g/m

10、=11g/m3 3 3 3。国标规定的大气条件：国标规定的大气条件：国标规定的大气条件：国标规定的大气条件：正正正正由由由由于于于于此此此此，在在在在不不不不同同同同大大大大气气气气条条条条件件件件和和和和海海海海拔拔拔拔高高高高度度度度下下下下所所所所得得得得出出出出的的的的击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压实实实实测测测测数数数数据据据据都都都都必必必必须须须须换换换换算算算算到到到到某某某某种种种种标标标标准准准准条件下才能互相进行比较。条件下才能互相进行比较。条件下才能互相进行比较。条件下才能互相进行比较。上上上上式式式式不不不不仅仅仅仅适适适适用用用用于于于于气气气气隙隙隙隙的的的的击

11、击击击穿穿穿穿电电电电压压压压，也也也也适适适适用用用用于于于于外绝缘的沿面闪络电压。外绝缘的沿面闪络电压。外绝缘的沿面闪络电压。外绝缘的沿面闪络电压。：空气密度校正因数：空气密度校正因数：空气密度校正因数：空气密度校正因数 ：湿度校正因数：湿度校正因数：湿度校正因数：湿度校正因数 实实实实验验验验条条条条件件件件下下下下的的的的气气气气隙隙隙隙击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压 与与与与标标标标准准准准大大大大气气气气条条条条件下的击穿电压件下的击穿电压件下的击穿电压件下的击穿电压 之间关系：之间关系：之间关系：之间关系：一、对空气密度的校正一、对空气密度的校正一、对空气密度的校正一、对空气密

12、度的校正 空空空空气气气气密密密密度度度度与与与与压压压压力力力力和和和和温温温温度度度度有有有有关关关关。空空空空气气气气的的的的相相相相对对对对密密密密度：度：度：度：式中：式中：式中：式中：气压：气压：气压：气压,kPakPakPakPa ：温度温度温度温度,K.,K.,K.,K.实实验验表表明明，当当 处处于于0.950.951.051.05的的范范围围内内时时，气气隙隙的的击击穿穿电电压压几几乎乎与与 成成正正比比，即即此此时时的的空空气气密度校正因数密度校正因数 ，因而：，因而：在在大大气气条条件件下下，气气隙隙的的击击穿穿电电压压随随 的的增增大大而提高。而提高。气气气气隙隙隙隙

13、不不不不很很很很长长长长(例例例例如如如如不不不不超超超超过过过过1m)1m)1m)1m)时时时时：上上上上式式式式能能能能足足足足够够够够准准准准确确确确地地地地适适适适用用用用于于于于各各各各种种种种电电电电场场场场型型型型式式式式和和和和各各各各种种种种电电电电压压压压类类类类型型型型下下下下作作作作近近近近似似似似的工程估算。的工程估算。的工程估算。的工程估算。更更更更长长长长的的的的空空空空气气气气间间间间隙隙隙隙：击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压与与与与大大大大气气气气条条条条件件件件变变变变化化化化的的的的关关关关系系系系，并并并并不不不不是是是是一一一一种种种种简简简简单单单单

14、的的的的线线线线性性性性关关关关系系系系，而而而而是是是是随随随随电电电电极极极极形形形形状、电压类型和气隙长度而变化的状、电压类型和气隙长度而变化的状、电压类型和气隙长度而变化的状、电压类型和气隙长度而变化的复杂复杂复杂复杂关系。关系。关系。关系。除除除除了了了了在在在在气气气气隙隙隙隙长长长长度度度度不不不不大大大大、电电电电场场场场也也也也比比比比较较较较均均均均匀匀匀匀或或或或长长长长度度度度虽虽虽虽大大大大、但但但但击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压仍仍仍仍随随随随气气气气隙隙隙隙长长长长度度度度呈呈呈呈线线线线性性性性增增增增大大大大(如如如如雷雷雷雷电电电电冲冲冲冲击击击击电电电电

15、压压压压)的的的的情情情情况况况况下下下下，上上上上式式式式仍仍仍仍可可可可适适适适用用用用外外外外，其其其其他他他他情情情情况况况况下下下下的的的的空空空空气气气气密密密密度度度度校校校校正因数应按下式求取：正因数应按下式求取：正因数应按下式求取：正因数应按下式求取：式式式式中中中中指指指指数数数数m m m m，n n n n与与与与电电电电极极极极形形形形状状状状、气气气气隙隙隙隙长长长长度度度度、电电电电压压压压类类类类型型型型及及及及其其其其极极极极性性性性有有有有关关关关，其其其其值值值值在在在在0.40.40.40.41.01.01.01.0的的的的范范范范围围围围内内内内变变变

16、变化化化化,具具具具体体体体取取取取值国家标准中有规定。值国家标准中有规定。值国家标准中有规定。值国家标准中有规定。二、对湿度的校正二、对湿度的校正二、对湿度的校正二、对湿度的校正 大大大大气气气气中中中中所所所所含含含含的的的的水水水水气气气气分分分分子子子子能能能能俘俘俘俘获获获获自自自自由由由由电电电电子子子子而而而而形形形形成成成成负负负负离离离离子子子子，这这这这对对对对气气气气体体体体中中中中的的的的放放放放电电电电过过过过程程程程显显显显然然然然起起起起着着着着抑抑抑抑制制制制作作作作用用用用，可可可可见见见见大大大大气气气气的的的的湿湿湿湿度度度度越越越越大大大大，气气气气隙隙

17、隙隙的的的的击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压也也也也会增高。会增高。会增高。会增高。在在在在均均均均匀匀匀匀和和和和稍稍稍稍不不不不均均均均匀匀匀匀电电电电场场场场中中中中，放放放放电电电电开开开开始始始始时时时时，整整整整个个个个气气气气隙隙隙隙的的的的电电电电场场场场强强强强度度度度都都都都较较较较大大大大，电电电电子子子子的的的的运运运运动动动动速速速速度度度度较较较较快快快快，不不不不易易易易被被被被水水水水气气气气分分分分子子子子所所所所俘俘俘俘获获获获，因因因因而而而而湿湿湿湿度度度度的的的的影影影影响响响响就就就就不不不不太太太太明显，可以忽略不计。明显，可以忽略不计。明显，可以

18、忽略不计。明显，可以忽略不计。例例例例如如如如用用用用球球球球隙隙隙隙测测测测量量量量高高高高电电电电压压压压时时时时，只只只只需需需需要要要要按按按按空空空空气气气气相相相相对对对对密密密密度度度度校校校校正正正正其其其其击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压就就就就可可可可以以以以了了了了，而而而而不不不不必必必必考考考考虑虑虑虑湿湿湿湿度的影响。度的影响。度的影响。度的影响。在在在在极极极极不不不不均均均均匀匀匀匀电电电电场场场场中中中中，湿湿湿湿度度度度的的的的影影影影响响响响就就就就很很很很明明明明显显显显了了了了，这时可以用下面的湿度校正因数来加以修正：这时可以用下面的湿度校正因数来加以

19、修正：这时可以用下面的湿度校正因数来加以修正：这时可以用下面的湿度校正因数来加以修正：式式式式中中中中的的的的因因因因数数数数k k k k与与与与绝绝绝绝对对对对湿湿湿湿度度度度和和和和电电电电压压压压类类类类型型型型有有有有关关关关，而而而而指指指指数数数数 之之之之值值值值则则则则取取取取决决决决于于于于电电电电极极极极形形形形状状状状、气气气气隙隙隙隙长长长长度度度度、电电电电压压压压类类类类型及其极性。型及其极性。型及其极性。型及其极性。三、对海拔的校正三、对海拔的校正三、对海拔的校正三、对海拔的校正 我我我我国国国国幅幅幅幅员员员员辽辽辽辽阔阔阔阔，有有有有不不不不少少少少电电电电

20、力力力力设设设设施施施施(特特特特别别别别是是是是输输输输电电电电线线线线路路路路)位位位位于于于于高高高高海海海海拔拔拔拔地地地地区区区区。随随随随着着着着海海海海拔拔拔拔高高高高度度度度的的的的增增增增大大大大，空空空空气气气气变变变变得得得得逐逐逐逐渐渐渐渐稀稀稀稀薄薄薄薄，大大大大气气气气压压压压力力力力和和和和相相相相对对对对密密密密度度度度减减减减小小小小，因因因因而空气的电气强度也将降低。而空气的电气强度也将降低。而空气的电气强度也将降低。而空气的电气强度也将降低。海海海海拔拔拔拔高高高高度度度度对对对对气气气气隙隙隙隙的的的的击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压和和和和外外外外绝绝

21、绝绝缘缘缘缘的的的的闪闪闪闪络络络络电压的影响可利用一些电压的影响可利用一些电压的影响可利用一些电压的影响可利用一些经验公式经验公式经验公式经验公式求得。求得。求得。求得。我我我我国国国国国国国国家家家家标标标标准准准准规规规规定定定定：对对对对于于于于安安安安装装装装在在在在海海海海拔拔拔拔高高高高于于于于1000m1000m1000m1000m、但但但但不不不不超超超超过过过过4000m4000m4000m4000m处处处处的的的的电电电电力力力力设设设设施施施施外外外外绝绝绝绝缘缘缘缘，其其其其试试试试验验验验电电电电压压压压U U U U应应应应为为为为平平平平原原原原地地地地区区区区

22、外外外外绝绝绝绝缘缘缘缘的的的的试试试试验验验验电电电电压压压压U U U Up p p p乘乘乘乘以以以以海海海海拔校正因数足拔校正因数足拔校正因数足拔校正因数足K K K Ka a a a即：即：即：即：而：而：而：而：式中式中式中式中H H H H 为安装点的海拔高度，单位是为安装点的海拔高度，单位是为安装点的海拔高度，单位是为安装点的海拔高度，单位是m m m m。在在在在不不不不同同同同大大大大气气气气条条条条件件件件和和和和海海海海拔拔拔拔高高高高度度度度下下下下所所所所得得得得出出出出的的的的击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压实实实实测测测测数数数数据据据据都都都都必必必必须须须须换换换换算算算算到到到到某某某某种种种种标标标标准准准准条条条条件件件件下下下下才才才才能能能能互互互互相进行比较。相进行比较。相进行比较。相进行比较。对对对对空空气气密密度度、湿湿度度和和海海拔拔，分分别别有有不不同同的的校校正方法。正方法。小小 结结