气隙的电气强度优秀PPT.ppt
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1、气隙的电气强度你现在浏览的是第一页,共39页 3.1 3.1 气隙的击穿时间气隙的击穿时间一、一、完成气隙击穿的三个必备条件完成气隙击穿的三个必备条件:足够大的电场强度或足够高的电压;足够大的电场强度或足够高的电压;在气隙中存在能引起电子崩并导致流柱和主放电的有效在气隙中存在能引起电子崩并导致流柱和主放电的有效电子;电子;需要有一定的时间,让放电得以逐步发展并完成击穿。需要有一定的时间,让放电得以逐步发展并完成击穿。二、二、静态击穿电压静态击穿电压:长时间作用在气隙上能使其击穿的最低:长时间作用在气隙上能使其击穿的最低 电压。电压。*击穿完成所用时间都以微秒记,在直流和工频等持续电压击穿完成所
2、用时间都以微秒记,在直流和工频等持续电压 下,时间不成问题。但冲击电压的有效作用时间也以微秒下,时间不成问题。但冲击电压的有效作用时间也以微秒 记,所以放电时间就成了重要因素了。记,所以放电时间就成了重要因素了。你现在浏览的是第二页,共39页三、三、击穿时间击穿时间:即放电的总时间即放电的总时间 t tb b,由三部分组成:由三部分组成:tb=tl+ts+tf 其中,其中,t tl l 升压时间;升压时间;t ts s 统计时延,指从统计时延,指从 t tll 到气隙中到气隙中 出现第一个有效电子所用时间;出现第一个有效电子所用时间;t tf f放电形成时延,从出现有效放电形成时延,从出现有效
3、电子到最终击穿所用时间。电子到最终击穿所用时间。令令 t t2 2=t ts s+t tf f ,称为,称为放电时延放电时延。tst1tft2tbUut你现在浏览的是第三页,共39页气隙的电气强度取决于以下几点:气隙的电气强度取决于以下几点:电场形式电场形式 均匀或稍不均匀电场均匀或稍不均匀电场 极不均匀电场极不均匀电场电压类型电压类型大气条件大气条件你现在浏览的是第四页,共39页3.2 3.2 电压类型电压类型一一.电压波形电压波形(一)直流电压(一)直流电压 直流试验电压大都由交流整流而得,其波形必然有一定的脉动,通常所称的电压值是指平均值。直流电压的脉脉动幅值动幅值是最大值与最小值之差的
4、半。纹波系数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(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 以内。频率一般在4565Hz范围内。你现在浏览的是第五页,共39页 (三)三)标准雷电冲击电压波标准雷电冲击电压波 模拟电力系统中的雷电过电压波,采用非周期性双指数波。T1视在波前时间;T2视在半峰值时间;Um冲击电压峰值。国际电工委员会(IEC)和我国国家标准规定为:T1=1.2s,容许偏差30%;T2=50s,容许偏差20%通常写成1.2/50s,并可在前面加上正、负号表示极性。0.3
5、0.50.9100T1T2 u/Umt你现在浏览的是第六页,共39页 (四)(四)标准雷电截波标准雷电截波 模拟雷电过电压引起气隙击穿或外绝缘闪络后出现的截尾冲击波。IEC标准和我国国家标准规定为:视在波前时间T1=1.2s,容许偏差30%;截断时间Tc=25s,可写成1.2/25s.0.900.31 u/Um0T1Tct你现在浏览的是第七页,共39页 (五)(五)标准操作冲击电压波标准操作冲击电压波 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。IEC标准和我国标准规定为:波前时间Tcr=250s,容许偏差20%;半峰值时间T2=2500s,容许偏差60%。可写成250/2500
6、s冲击波。l当在试验中上述波形不能满足要求时,推荐采用100/2500s 和 500/2500s 冲击波。此外还建议采用一种衰减震荡波,第一个半波的持续时间在20003000s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%。0.510 u/UmTcrT2tu0UmTcrtTcr=1000 1500us你现在浏览的是第八页,共39页 我国的国家标准所规定的标准大气条件为:压力 p0=101.3kpa(760mmHG);温度 t0=20 或 T0=293K;绝对湿度 hc=11g/m3 。在实际试验条件下的气隙击穿电压U与标准大气条件下的击穿电压U0 之间可以通过相应的校正因数进行如下
7、换算:式中 Kd空气密度校正因数;Kh湿度校正因数。3.3 3.3 大气条件对气隙击穿电压的影响大气条件对气隙击穿电压的影响 你现在浏览的是第九页,共39页一、对空气密度的校正一、对空气密度的校正 空气的密度与压力和温度有关。空气的相对密度 式中 p气压,kPa;T温度,K。在大气条件下,气隙的击穿电压随的增大而提高。当处于0.951.05的范围内时,气隙的击穿电压几乎与成正比,即此时的空气密度校正因数 Kd,因而 U U0 气隙不长(例如不超过1m)时,上式能足够精确的使用于各种电场形式和各种电压类型下近似的工程估算。你现在浏览的是第十页,共39页 研究表明:对更长空气间隙来说,击穿电压与大
8、气的关系并不是一种简单的线形关系。而是随电极形状、电压类型和气隙长度而变化的复杂关系。Kd 如下式计算式中指数 m,n 与电极形状、气隙长度、电压类型及极性有关,值在0.41.0的范围内变化,具体取值可参考有关国家标准的规定。你现在浏览的是第十一页,共39页 二、对湿度的校正二、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,可以忽略不计。例如用球隙测量高电压时,只要按空气相对密度校正其击穿电压就可以了,而不必考虑湿度的影响。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=k式中因数
9、 k 与绝对温度和电压类型有关,而指数 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。你现在浏览的是第十二页,共39页三、对海拔的校正三、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,其试验电压U 应为平原地区外绝缘的试验电压Up 乘以海拔校正因数Kn,即 U=Ka Up式中 H安装点的海拔高度,m。你现在浏览的是第十三页,共39页气隙的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最大值和放电时间的关系,称为该气隙的伏秒特性。伏秒特性曲线伏秒特性曲线表示该气隙伏秒特性的曲
10、线,称为伏秒特性曲线。50%50%冲击击穿电压冲击击穿电压 (U U50%50%)指某气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值。冲击系数冲击系数 U50%与 静态击穿电压Us 之比称为冲击系数。均匀和稍不均匀电场下冲击击穿电压的分散性很小,冲击系数 1。极不均匀电场中由于放电时延较长,冲击系数 均大于1。3.4 3.4 气隙的伏秒特性气隙的伏秒特性 你现在浏览的是第十四页,共39页(一)伏秒特性曲线的制作(一)伏秒特性曲线的制作保持一定的冲击电压波形不变,而保持一定的冲击电压波形不变,而逐级升高电压逐级升高电压,以电压为纵坐标,时间为横坐标,电压较低时,击穿一般发生在波尾电压较低时,击穿一般发生
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