提高气体击穿电压的方法

高电压技术

提高气体介质电气强度的方法

2（一）两个途径改善电场分布，使之尽量均匀（内因）利用其它方法来削弱气体中的电离过程（外因）（二）方法改善电场分布的方法改进电极形状利用空间电荷畸变电场采用屏障3削弱气体电离过程的方法采用高气压采用高电气强度气体采用高真空4改进电极形状增大电极曲率半径减小表面场强。如变压器套管端部加球形屏蔽罩改善电极边缘电极边缘做成弧形使电极具有最佳外形如穿墙高压引线上加金属扁球；5利用空间电荷畸变电场极不均匀电场中击穿前发生电晕放电，利用放电产生的空间电荷改善电场分布，使电场均匀度提高，从而提高击穿电压；直径D＝20、16mm时，击穿电压曲线的直线部分和棒一板间隙相近导线直径减为3mm以至0.5mm时，击穿电压曲线的直线部分陡度大为增加，曲线逐渐与均匀电场中的相近——“细线效应”当导线直径减小到一定程度后，气隙的工频击穿电压会随导线直径的减小而提高，出现所谓“细线效应”。6极不均匀电场中采用屏障在电场极不均匀的气隙中，放入薄片固体绝缘材料（例如纸或纸板），在一定条件下，可以显著提高气隙的击穿电压。屏障作用的原理x棒极附近产生电晕，产生带电粒子正离子沿电场向负极板运动正离子遇到固体绝缘材料被拦截下来均匀的排列在固体绝缘材料的左侧使材料右侧的电场变得均匀，形状像均匀电场，提高击穿电压屏障作用：积聚空间电荷，改善电场分布7xx（x/d）极不均匀电场中采用屏障影响屏障气隙的击穿电压的因素：屏障位置及棒电极的极性当棒为正极性屏障在间隙的任何位置都会增加击穿电压值。当时最有利；当棒为负极性屏障离棒极很近时，有一定的屏障效果；屏障离开棒电极一定距离，设置屏障反而降低间隙的击穿电压8极不均匀电场中采用屏障工频电压下屏障的作用设置屏障可以显著提高间隙的击穿电压。雷电冲击电压下屏障的作用棒电极具有正极性时，设置屏障可显著提高间隙的击穿电压棒极性为负时设置屏障后，间隙的击穿电压和没有屏障时相差不多9采用高气压原理：减小电子的平均自由行程，削弱电离过程例：大气压力下空气的电气强度仅约为变压器油的1/5～1/8，提高压力至1～1.5MPa，空气的电气强度和一般的液、固态绝缘材料如变压器油、电瓷、云母等的电气强度相接近高气压下应尽可能的改善电场分布，使电场均匀，否则用高气压来提高击穿电压的效果不明显因为电场的不均匀对击穿电压的影响比大气压对击穿电压的影响要大得多。压缩空气绝缘及其它压缩气体绝缘在一些电气设备中已得到采用。如高压空气断路器、高压标准电容器等10采用高电气强度气体高电气强度气体—含卤族元素的气体化合物，如六氟化硫（SF6）、氟利昂（CCl2F2）等，其电气强度比空气要高很多。含有卤族元素，气体具有很强的电负性，气体分子容易和电子结合成为负离子，削弱电子的碰撞电离能力，同时又加强复合过程气体的分子量比较大，分子直径较大，电子在其中的自由行程缩短，不易积聚能量，从而减少其碰撞电离能力电子和这些气体的分子相遇时，还易于引起分子发生极化等过程，增加能量损失，从而减弱其碰撞电离能力卤化物气体电气强度高的原因11采用高真空采用高度