5第五章 高电压与绝缘技术

1、iiuvmu21121EBpAep/pEp崩头崩尾发生电子碰撞电离时，电子和正离子是成对产生的，但电子速度快，所以电子位于接近正极的一面，称为崩头，而正离子速度慢，近似看成留在其产生的位置上，称为崩尾。6.电极间隙中任意点的电流密度为jd=j0ed一电场下的值。次电子。二次电子自阴极出发继续进行碰撞电离作用，这样单位时间由阴极单位面积发射的电子ne就包括了初始电子及二次电子两部分。时的放电为自持放电。虑了放电过程的光致电离）崩尾，正离子崩中部，等离子区崩头,电子1.在初崩中，电子集中在崩头，正离子留在崩尾，崩中部是一个既有电子也有正离子的混合区；2.崩头的电子成为负空间电荷，加强了阳极电场，崩

2、尾的正离子成为正空间电荷，加强了阴极电场，而中部的正、负离子混合区近似为一个等离子区，电场很弱；3.等离子区中电子与正离子浓度很高且有利于复合，复合时产生的光发射使空间光致电离作用大大加强，产生许多新电子；4.初崩两头的强电场使二次电子运动中的碰撞电离进行得更为激烈，形成二次电子崩，二次崩汇入初崩，使等离子区迅速扩大；5.流注产生二次崩汇入初崩，等离子区由阳极向阴极伸展（图5-11b）常数cxdx0常数cxe它是一个随机事件，应服从统计规律，所以称这段时间为放电的统计时延。N0:用于研究统计时延的初始气隙数；：气隙放电的平均统计时延。tteNN0式中d为气隙长度，b为考虑到流注发展速度大于电子

3、崩增长速度而引入的修正系数01Extc02Ebxtc321tttt13tt 12tt 模拟雷电过电压作用的标准脉冲波形dAUQC000dAUQQC00000QQQCCrr也很小。几小时，所以这种极化只有在直流和低频交流电压下才能表现出来12021CCUUt1221GGUUt在t=0瞬间合上开关,两层电介质上的电压分配将与电容成反比，两层介质的分界面上没有多余的正空间电荷或负空间电荷。到达稳态后，设(t)，此时电压分配将与电导成反比。一般情况下，C2/C1G2/G1，!可见有一个电压重新分配的过程，亦即C1和C2 上的电荷要重新分配。电介质中，电导率是很小的，亦即电阻率很大，可高达1017101

4、9.cm以上，而极性电介质因具有较大的本征离子电导，其电阻率就小得多1010 1014 . cmTBAe式中A和B为常数，均与介质的特性有关，但固体介质的常数B通常比液体介质的B 值大，T为绝对温度CRIIItantancos2PCRCUUIUIUIP在交流电压作用下，流过电介质的电流!包含有功分量IR和无功分量IC介质中有功电流引起的功率损耗正切tan称为介质损耗因数，它仅取决于材料损耗特性，与外施电压等无关，为用于综合反映电介质损耗特性优劣液体介质中含有气泡的场合。在低温时，极化损耗和电导损耗都较小随着温度的升高，液体的黏度减小，偶极子转向极化增强，电导损耗也增大，tan上升，并在t1时达

5、到极大值在t1tt2以后，电导损耗随温度急剧上升，极化损耗不断减小而退居次要地位， tan 将随温度升高而增大。极性液体介质的和tan与电源角频率的关系.当较小时，偶极子的转向极化完全能够跟上电场的交变，极化得以充分发展，此时的最大，但此时偶极子的转向频率较低，因而极化损耗很小， tan也小，且主要是由电导损耗引起的。如减至很小时tan反而又稍有增加，这是因为电容电流减小的结果。随着的增大，当转向极化逐渐跟不上电场的交变时， 开始下降，但由于转向频率增大仍会使极化损耗增加， tan增大。一旦大到偶极子完全来不及转向时， 值变到最小而趋于某一定值， tan也变得很小，因为这时只存在电子极化了，在

6、这样的变化过程中一定有一个tan 的极大值，其对应的角频率为0。振下调谐电容的差求出。阴极发射的电子数增多，当外施电压增大到一定程度时，电子崩电流会急剧增大，从而导致液体介质的击穿。如果许多电离的气泡在电场中排列成气体小桥，击穿就可能在此通道中发生。其他杂质：当油中还含有其他固体杂质时，击穿电压的下降程度随着杂质的种类和数量而异。当油中含水量达到十万分之几时，它对击穿电压就有明显的影响，这意味着油中已出现悬浮状水滴；含水量达到万分之二时，击穿电压已下降至10kV，比不含水分时的击穿电压下降很多倍；含水量继续增加时，击穿电压下降已不多，这是因为只有一定数量的水分能悬浮于油中，多余的水分会沉淀到油

7、的底部，但这对油的绝缘性能也是非常有害的。大小不影响冲击击穿电压构，使电导增大而导致击穿。电击穿的主要特征：击穿电压几乎与周围环境温度无关；除时间很短的情况外，击穿电压与电压作用时间的关系不大，介质发热不显著；电场的均匀程度对击穿电压有显著的影响。外施电场的频率增大，或者介质的损耗角正切增大，会使介质的临界击穿电压可能切断分子链，导致局部树枝化，进而形成局部的低密度区，最终形成导电通道而引起击穿。用L0，R0，C0和G0分别表示导线单位长度上的电感、电阻、对地电容和电导。在分析时不计R0和G0的影响时，称为无损导线。在同样的时间dt内,长度为dx的导线上已建立起电流i,，这一段导线的电感为L0

8、dx，产生的磁链为L0dxi，这些磁链是在时间dt内建立的，因此导线上的电压为由上面两个关系可以得到反映电压波和电流波关系的波阻抗以及波的传播速度行波的传播速度：前行波反行波导线上任何一点的电压和电流，等于通过该点的前行波与反行波之和，前行波电压与电流之比等于+Z，反行波电压与电流之比等于-Z导线1上总的电压和电流导线2上的电压和电流当线路2为无限长导线时，有有其中为折射电压波与入射电压波之比值，称为电压波折射系数，其值永远为正值，且在0 2范围内；表示反射电压波与入射电压波之比值，称为电压波反射系数，其值可正可负，且-11。1+=无穷长直角波通过集中电感时，波头被拉长，而电压、电流的稳态值与未串联电感时一样。波头被拉长是由于电感L的作用，L愈大T愈大，波头就愈平缓。折射电压波U2f的陡度陡度的最大值在t=0时最大空间陡度降低Z2上前行电压波U2f陡度的有效措施是增加电感L，电感愈大,陡度愈小。所以电力系统中有时用电感来限制侵入波的陡度，无穷长直角波通过电感后，在导线Z2 上的前行波电压、电流变为指数波。电路方程其解最大空间陡度最大空间陡度与Z2 无关，仅与Z1 有关。无穷长直角波经过并联电容时，前行波电压、电流变为指数波。电路方程：空载电路上无剩余电荷，初始电压U