大气环境与电气外绝缘

大气环境与电气外绝缘第一页，共九十四页，2022年，8月28日1、绪论

2、地貌、气候与空气污染

3、大气参数对电气外绝缘放电的影响

4、淋雨状态下的沿面放电

5、污秽绝缘的沿面放电

6、恶劣大气环境中的沿面放电

7、复杂大气环境中电气外绝缘的选择

内容提要第二页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响第三页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响大气参数对电气绝缘放电产生影响的是气压、温度和湿度三个主要参数。气压的高低主要取决于海拔高度;气温的高低不仅与海拔高度有关，而且也与纬度、地表水陆分布、地形、地貌、气流等条件有关,在一定地区范围内，仍随海拔高度增加而降低，且基本呈线性关系；影响绝对湿度的因素十分复杂，与海拔高度、纬度、大气中水分的凝结、蒸发、降水量等都有关，各个地区的绝对湿度与海拔高度大致呈指数规律下降。第四页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响考虑到相对空气密度随海拔高度升高而减小，常将气压和气温以相对空气密度来表征，而把绝对湿度仍作为一个单独的参数。同时，从大量的研究结果分析，虽然气温的下降会使放电电压有所提高，但气压和绝对湿度的下降会使放电电压降低，三个大气参数总的效应是使放电电压随海拔高度增加而下降。因此，大多数国家和国际电工委员会(IEC)目前都推荐用相对空气密度和绝对湿度两个参数来表征大气条件对电气外绝缘放电电压的影响。

第五页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响为了将不同大气条件下的试验结果校正到统一的大气条件下进行比较，IEC和国内外都规定了标准参考大气条件：

温度t0=20℃；气压p0=101.3kPa；绝对湿度ha=11g/m3。第六页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响3.1相对空气密度与电气外绝缘放电电压的关系

我们把试验条件下的密度与标准状态下密度之比称为空气的相对密度，即p为试验时的气压，kPa；p0为标准气压，101.3kPa；t

为试验时气温，℃；t0

为标准参考大气条件气温，20℃。第七页，共九十四页，2022年，8月28日

3、大气参数对电气外绝缘放电的影响

若用海拔高度与气温来综合反映相对空气密度的变化，经验公式为:a

为空气温度梯度，取0.0065℃/m；T0

为标准气温，T0=293℃；H

为海拔高度,m。第八页，共九十四页，2022年，8月28日

3、大气参数对电气外绝缘放电的影响相对空气密度与放电过程的关系巴申定律指出，当气压低、d很小、温度不变时，均匀电场中气体的击穿电压Ub是气体压力p和电极间距离d的函数，即考虑到温度（以绝对温度T表示）变化时，则有：相对空气密度与气压和温度相关，则巴申定律的普遍形式为第九页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响

巴申曲线表明，改变极间距离d的同时，也相应改变气压p而使pd的乘积不变，则极间距离不等的气隙击穿电压却彼此相等。

第十页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响第十一页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响第十二页，共九十四页，2022年，8月28日

3、大气参数对电气外绝缘放电的影响

不均匀电场中的放电过程与相对空气密度之间的关系比较复杂日本原田等人从高、低海拔试验点完成的相对空气密度对空气间隙和绝缘子串的雷电及操作冲击50%闪络电压影响的研究中提出了相似理论:：当相对空气密度、绝对湿度时的间隙距离为d的50%放电电压U50与相对空气的密度为、绝对湿度时的间隙距离为的50%的闪络电压相等。该理论实际上是考虑了相对空气密度、绝对湿度和比湿之间的关系，认为若比湿和相对空气密度与间隙距离d的乘积都保持不变，则间隙的50%放电电压也将保持不变。第十三页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响意大利的A.Pigimi等利用0.5m的棒一板短间隙研究了空气密度对冲击电压下空气的间隙放电机理的影响，在此基础上，对长空气间隙放电过程受空气密度的影响进行了分析：在短间隙、大气压力约低于68.65kPa时，由于低气压下扩散干扰妨碍了完整流注外形的建立，呈现扩散和分支型的发光现象；在接近击穿电压时，间隙空间或板极上也开始出现发光现象，并对放电的发展起着重要作用；施加电压的棒极上的扩散或分支状发光流注随电压升高而增长，直到U50­之前，是一种电晕稳定过程；在68.65kPa~107.87kPa压力内，流注在无任何明显的先导传播前就到达板极，且流注的延伸是相当有规律的，放电过程主要由流注支配，即：在正极性冲击电压下放电受正流注支配。U50与压力p可维持线性关系U50+≈3.059p；反之，当包含有负流注时，保持的是一个非线性关系U50≈150+4.33p，式中：U50+为正极性冲击放电电压，kV；U50-为负极性冲击放电电压，kV；p为气压，kPa。

第十四页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响对现有长空气间隙放电过程受空气密度影响的试验结果分析表明：当放电主要受正流注支配时，空气密度的影响变小，但有关这方面的研究结果远不如短间隙深入，还需要作大量的研究。问题？第十五页，共九十四页，2022年，8月28日

3、大气参数对电气外绝缘放电的影响空气密度对放电电压的影响对于均匀电场的空气间隙，直流、工频击穿电压(幅值)以及50%冲击击穿电压实际上大体相同，分散性也较小。气体击穿电压Ub(kV，幅值)、间隙距离d(cm)和空气相对密度之间的经验公式为第十六页，共九十四页，2022年，8月28日对于非均匀电场，工频和冲击放电电压Ub则随间隙距离的增大而与逐渐偏离线性正比关系，在间隙距离大于2m时更为明显。美国通用电气公司在海拔3202.5m和海平面进行了雷电和操作冲击波试验，发现空气相对密度对放电电压的影响与放电距离和布置方式有关：

3、大气参数对电气外绝缘放电的影响式中指数m是放电距离d的函数。对于雷电冲击波时，m(d)=1；在操作冲击波下，放电距离d等于1.64m、2.45m、3.28m及4.10m时，m(d)对应于1.0、0.9、0.8、0.7。第十七页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响图2-1在不同的下棒-棒间隙50%冲击放电电压与间隙距离的关系

图2-2在不同的下棒-板间隙的50%冲击放电电压与间隙距离的关系

图2-3在不同的下悬式绝缘子(X-4.5)串的50%冲击放电电压与片数的关系图2-4在不同的下支柱绝缘子(110kV)的50%冲击放电电压与高度的关系图2-5在不同下空气间隙和绝缘子的50%工频放电电压与间隙距离(a、b)或片数(c)及高度(d)的关系第十八页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响近几年，不少研究者发现，相对空气密度与湿度对放电电压的影响是相互关联的，提出了一些新的看法。但由于目前发表的试验数据都是在试验电压等级较低、放电距离不长的条件下得到的，因此，这些新的论点尚待开展长间隙放电试验研究来讲一步论证。第十九页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响

研究结果表明：在湿度恒定时，任意电极结构的放电电压大致与的m次方成正比，但放电距离大于2m时，放电电压则随放电距离的增大而与相对空气密度逐渐偏离线性关系；相对空气密度对空气间隙和绝缘子放电电压的影响是大致相同的；相对空气密度对放电电压的影响随绝缘长度的增加和绝缘对地的邻近效应的增大而减小；电极形状和操作波波形没有明显影响，负极性操作冲击放电电压高于正极性放电电压；第二十页，共九十四页，2022年，8月28日当50%放电电压与放电距离呈线性关系时，放电电压的降低比例大于相对空气密度的降低，但呈饱和关系时，50%放电电压的降低率小于相对空气密度的降低；高海拔下50%放电电压的标准偏差普遍稍小于低海拔区，可认为与低海拔大致相同。第二十一页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响空气的湿度可以用相对湿度、绝对湿度和比湿等来表征;但在研究湿度对外绝缘放电电压的影响时，目前大多采用绝对湿度;而在湿度对放电电压影响的校正时，则趋向于采用比湿。尽管在试验研究时，常用相对空气密度和绝对湿度两个单独参数表示对放电电压的影响，而实际上两个参数并不是独立的。同时，还应当指出，当空气温度升高时，绝对湿度要升高,在试验研究(特别是自然湿度下)时往往忽略这个因素，导致试验数据出现偏差。虽然空气湿度对电气外绝缘放电电压影响的研究尚在进一步深入发展，但一般认为随海拔的升高，相对空气密度和绝对湿度、气温均下降，而湿度对放电电压的影响将变大。

3.2空气湿度与电气外绝缘放电电压的关系

第二十二页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响一、湿度对放电物理过程的影响

从汤逊理论可知，湿度对放电电压的影响决定于被水蒸气分子所吸附的电子数，即导致参与电离过程的电子数减少。

绝对湿度的增大使得电子碰撞水蒸气分子的次数增多，被水分子吸附的概率增大，则电子附着系数η随绝对湿度的增加而增大。电子附着系数η随的增加而增大

第二十三页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响电子电离系数也随的增加而增大

绝对湿度的增加使得水汽压力增大，在空气压力不变时干空气减少，即空气密度降低，电子碰撞空气分子引起电离的有效自由行程加长，因碰撞次数减少而降低电离概率与自由行程加长而增大电离概率相比，后者占了主导地位。第二十四页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响当E/p增加时，电子具有的能量增大，则随E/p的增加而增大；同时，随着绝对湿度的增大，由于电子碰撞空气分子的自由行程增长而带来的增大却稍强于空气分子减少带来的下降

在同一E/p下，绝对湿度大的系数大于绝对湿度小的系数。

第二十五页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响电子碰撞空气的能量随E/p的增加而增大，使碰撞时不易被水分子所吸附，减小电子碰撞水蒸气分子附着的次数也随E/p的增大而增多后者引起电子吸附概率的增大强于前者而引起电子吸着机率的减小，使η也随E/p的增大而有所增加。

第二十六页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响空气绝对湿度

/p

η/p

但η/p值要增加得快一些（/p-η/p）电子崩内的电子数第二十七页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响海拔高度增高

压力p

E/p

（/p-η/p）电子崩内的电子数就相应增多第二十八页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响在不同的E/p下和与水蒸气分压力Pw的关系在不同的水蒸气分压力Pw下，

/p

与E/p下的关系第二十九页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响当海拔高度升高时，大气压力、相对空气密度和绝对湿度下降电子崩内的电子数增加，流注通道的电子流增强，易于形成先导通道，外绝缘的放电电压必然有所降低。根据现有的大量试验结果分析后发现：正极性流注发展成击穿时，放电电压受湿度的影响最严重，负极性流注时影响最小；当放电过程由正、负流注共同发展成击穿时，湿度对放电电压的影响比单一正流注时小。当由正流注发展成先导后间隙击穿时，因先导通道的平均电位梯度远小于正流注的，正流注在预放电中所占的比例小，放电电压受湿度的影响减弱；如果在间隙击穿之前没有明显的预放电现象(均匀场)，放电电压就基本上不受湿度的影响。第三十页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响湿度对空气间隙放电电压的影响在均匀和稍不均匀电场中，空气间隙的放电电压取决于绝对湿度。放电电压随绝对湿度的增大而增加，但不存在预放电现象，其影响程度不大，忽略湿度影响在工程上是可以接受的。结果表明，绝对湿度每增加1g/m3，直流放电电压约提高1.8%。从图2-13也可看出，当绝对湿度从11g/m3增加到20g/m3时，耐电强度从0.257V/()增加到了0.282V/()。第三十一页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响在极不均匀电场的情况下，空气间隙的放电电压随绝对湿度的增大而增高，并随电极形状、电压极性、波形、间隙距离及绝对湿度大小而变化。大量的试验研究结果表明：绝对湿度对空气间隙放电电压的影响和预放电的类型之间存在密切的关系，受湿度影响最明显的是正极性流注的预放电类型，即工频和正极性操作冲击电压下长空气棒-板间隙先导在预放电中所占比例较大。第三十二页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响棒-板间隙在正极性雷电冲击电压下，或者1m以下棒-板间隙在工频或正极性操作冲击下，正极性流注贯穿正个间隙而导致击穿，湿度对放电电压的影响较大。雷电冲击下的棒-棒间隙或工频或操作冲击下的1m以下的棒-棒间隙，是由正-负流注共同作用导致的击穿，绝对湿度对放电电压的影响将因负流注的出现而减小。当间隙距离超过5m，湿度对放电时间的影响非常显著，如图2-14，操作波下间隙的临界波头是间隙距离和绝对湿度二者的函数。第三十三页，共九十四页，2022年，8月28日现有的研究结果表明：当绝对湿度超过（8-11）g/m3时，间隙距离>5-6m后，绝对湿度效应变的很明显，U形曲线被大大改变。并随湿度的增大U50min向短波头方向移动，U50min值增大．由于绝对湿度随温度的升高而增大，当温度升高引起放电电压的降低会因为湿度的相应增加而得到补偿。因此，在不同绝对湿度下气温对放电电压的影响可忽略不计。对<6m的空气间隙，绝对湿度对放电电压的影响与电压波形和间隙距离关系不大。3、大气参数对电气外绝缘放电的影响第三十四页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响湿度对绝缘子干闪电压的影响比空气间隙更为复杂。以湿度为参数变化的绝缘子工频干闪络电压Ub因湿度不同而出现较大的差异，从相对湿度50%左右开始急剧上升，在70%~80%左右达到最大值，以后则随相对湿度进一步增加而开始急剧降低。干闪电压一般都随绝对湿度的增大而升高。也有试验结果证明：支柱和悬式绝缘子串在交、直流下都存在这种现象；在雷电冲击电压下，绝缘子的闪络电压U50与相对湿度(不超过90%)关系不大，随绝对湿度的增加而增大(图2-20)；绝缘子的悬挂状况和造型对闪络电压有一定影响；在同一绝对湿度下，正极性雷电冲击闪络电压约低于负极性；操作冲击电压下绝缘子闪络电压与绝对湿度的关系和空气间隙的情况基本一致。

湿度对绝缘子放电电压的影响

第三十五页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响海拔高于1000m，但不超过4000m处的设备的外绝缘及干式变压器的绝缘，在非高海拔地区进行试验时，其试验电压U应为标准状态下的试验电压U0再乘以海拔校正系数

式中：H为安装地点的海拔高度，m。3.3

大气参数对电气外绝缘放电电压影响的校正

第三十六页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响随着海拔高度的升高，气压、温度和绝对湿度都随之下降。随着试验研究的深入，人们发现应当用气压、气温和绝对湿度三个参数来考虑高海拔地区的外绝缘放电特性，再确定在高海拔地区运行设备的外绝缘的试验电压。常用相对空气密度和绝对湿度两个单独参数来对外绝缘放电电压进行修正。如和ha两参数联合的校正方法。第三十七页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响国内外不少研究者发现，相对空气密度不同时，同样的绝对湿度对放电电压的影响是不同的，原因在于一个相同的体积内如果绝对湿度相同，只表示水蒸气分子相等，而不同的相对空气密度，则表示单位体积内的空气分子数不同。当海拔高度升高时，相对空气密度下降，空气中气体分子减小，水汽分子和空气中气体分子的比值变大，绝对湿度对放电电压的影响必然增大。因此，国内外的发展趋势是用比湿来代替绝对湿度作为一个气象参数对放电电压进行修正，以反映相对空气密度对绝对湿度的影响。第三十八页，共九十四页，2022年，8月28日另一个重要的研究进展:被IEC标准采用的g参数法,它不仅限于对试验数据进行某种便于工程应用的统计处理,而且在一定程度上反映了湿度对空气放电电压影响的物理过程;近几年来,国内外不少研究者相继进行了大量的人工和自然试验,特别是对长间隙和220kV及以上的绝缘的放电研究,提出了一些各自的校正公式,对进一步完善修正方法,满足高海拔地区外绝缘的选择具有重要的意义.3、大气参数对电气外绝缘放电的影响第三十九页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响以和ha两参数联合的校正方法

我国现行标准GB/T16972.1-1997采用空气相对密度和绝对湿度两个参数对外绝缘放电电压进行联合校正的方法。实际大气条件下的放电电压为

式中：为标准参考大气条件的放电电压；为大气校正因数；为空气密度校正因数；为湿度校正因数。

第四十页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响K值取决放电电压类型，并为绝对湿度与空气相对密度的比率的函数，可采用图2-21的曲线来近似求取.指数m和w

值仍在研究中,其近似值仍可从图2-22中求取

第四十一页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响以g参数法为基础的校正方法国际电工委员会(IEC)根据各国的大量试验结果分析，发现湿度对外绝缘放电电压的影响和预放电类型之间存在密切的关系，采用以g参数法为基础的校正方法。它定义为式中：Ub50和d分别表示实际大气条件下的50%放电电压和放电距离，Es+为正极性流注的平均电位梯度(kV/m)，实际大气条件下的50%放电电压大气校正系数最小放电路径空气相对密度第四十二页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响现有的试验结果表明：工频或正极性操作冲击电压下长空气棒-板间隙的预放电形式含正极性流注和先导时，0<g<1；正极性雷电冲击电压下棒-板间隙、工频和正极性操作电压下1m以下棒-板间隙的预放电形式主要是正极性流注时，1<g<1.2；雷电冲击电压下棒-板间隙和操作冲击电压下小于1m的棒-板间隙的预放电为正、负极性流注同时发展的预放电形式时，1.2<g<2；均匀电场间隙在任何电压下基本无明显预放电现象，g>2。对于沿面放电，因相对于空气间隙还研究不多，规律性尚不清楚。第四十三页，共九十四页，2022年，8月28日3、大气参数对电气外绝缘放电的影响从放电过程和放电电压受绝对湿度影响的情况可知：IEC推荐的以g参数法为基础的修正方法，除长间隙还需进一步研究外，对空气间隙是基本适用的；对沿面放电，如果考虑到相对湿度超过70%-80%以后，放电机理受湿度影响的因素导致闪络电压反而随绝对湿度增加而下降的特殊情况，g参数法也基本上是适用的。第四十四页，共九十四页，2022年，8月28日最新研究成果

1、试验装置第四十五页，共九十四页，2022年，8月28日试验装置、试品与方法

1、试验装置第四十六页，共九十四页，2022年，8月28日试验装置、试品与方法

2、试品第四十七页，共九十四页，2022年，8月28日3、试验方法－空气间隙试验方法

试验装置、试品与方法

人工模拟方法第四十八页，共九十四页，2022年，8月28日3、试验方法－空气间隙试验方法

试验装置、试品与方法

现场试验方法1)在每一组50%放电的试验过程中，要求最大最小温度之差不超过5℃，然后取30次放电试验时测得的所有的温度的平均值作为该环境条件下的50%放电电压的温度条件。2)在每一组50%放电的试验过程中，要求最大最小相对湿度的变化不超过5%，然后取30次放电试验时测得的所有的相对湿度的平均值作为该环境条件下50%放电电压的湿度条件。3)气压变化并不明显，每一50%放电电压试验过程中，气压的变化不超过0.1kPa，因此可直接取各次试验时测量的气压的平均值作为气压条件。第四十九页，共九十四页，2022年，8月28日3、试验方法－空气间隙试验方法

试验装置、试品与方法

望昆车站纳赤台车站望昆车站望昆车站风火山

第五十页，共九十四页，2022年，8月28日试验结果及分析

(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

1基于人工模拟试验结果的校正方法试验序号P/kPah/g/m3t/℃Pw/Paδσ/%U50/kVgtd/μs157.519.6817.81271.90.5723.6297.60.98156.3258.374.2410.5548.70.5962.2264.80.92165.5363.026.4419.7858.70.6233.4294.70.95145.7466.587.5917.11002.10.6643.1314.50.94151.1567.965.8314.9766.00.6831.9311.80.94150.5668.149.5116.61248.40.6815.0330.00.94144.8772.736.4319.9859.70.7181.9333.10.95148.5872.776.0222.0811.10.7142.6329.40.95147.6973.339.3614.81223.00.7372.7354.10.94119.81075.985.0713.5665.00.7671.6346.90.95118.61177.3910.3317.31360.70.7712.3367.60.93120.91277.877.0223.0947.80.7611.6348.70.93128.11378.399.8114.61281.60.7883.1377.00.94128.91481.1812.7520.51691.40.8004.9385.90.92112.61583.049.7215.51274.30.8331.7388.00.93142.71688.1510.2016.01340.80.8821.6413.10.93111.31788.4110.3815.51361.10.8861.4413.60.93101.01892.9910.1515.31331.40.9334.1440.70.95105.91993.019.7215.41276.90.9332.7427.30.92126.42096.438.7824.01189.50.9392.7434.10.94118.42198.2710.4415.71372.70.9854.0460.00.94101.12298.4910.0316.11321.10.9853.7448.70.92115.81m棒-板空气间隙正极性操作冲击放电特性模拟试验结果

第五十一页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

1基于人工模拟试验结果的校正方法-操作冲击放电特性

1）基于相对气压的校正方法温度在t时降低1℃引起的放电电压的升高率(％)

第五十二页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2）基于g参数法的校正方法温度在t时降低1℃引起的放电电压的升高率(％)

1基于人工模拟试验结果的校正方法-操作冲击放电特性

第五十三页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

1基于人工模拟试验结果的校正方法-操作冲击放电特性

第五十四页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

计算结果与模拟试验结果的相对误差Δ(%)

采用(P,h,t)和(δ,h)为变量的二种校正方法更为准确。1基于人工模拟试验结果的校正方法-操作冲击放电特性

第五十五页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2)湿度对空气间隙放电的影响大气中水气分子一般都以单分子形式存在，虽然由于不规则的分子热运动，使得空气中的一些水分子形成了大小不一的不稳定的缔合物(H2O)n，这些缔合物在分子热运动的冲击下会分崩离析或再度形成新的缔合物，但在饱和及以下纯净湿空气中，大气水分子缔合物的数目很少。以温度t=15℃，相对湿度Hr=100%的干净湿空气为例，每立方米中，(H2O)n(n≥2)的数目约为4×1021个，而单分子的水分子数目为4.3×1023，二者之比不到1%。由此可见，在自然湿空气中，在Hr≤100%的条件下，可认为大部分水气分子都是以单个分子的形式分布于空气中，这也是自然湿空气的基本特征之一。但是在人工模拟湿空气时，由于认为产生的水汽分子大多数是以水分子缔合物存在，对放电过程的影响与自然湿空气有很大差异。这也是人工模拟试验结果与自然条件下试验结果存在一定差异的原因。因此，为了降低这种影响，在进行本文的试验研究中，没有采取人为改变湿度的方式。人工模拟试验时，湿度的改变应尽量采取与自然条件相吻合的方式。在本文试验中，没有采取人为改变湿度的方式，不同的湿度条件是利用不同的时间和不同的季节。因此，人工气候室的试验结果与自然条件下较为一致。

1基于人工模拟试验结果的校正方法-操作冲击放电特性

第五十六页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2）湿度对空气间隙放电的影响绝对湿度每增加1g/m3放电电压变化的百分数Δh(%)

1基于人工模拟试验结果的校正方法-操作冲击放电特性

第五十七页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

3）气压对空气间隙放电时间的影响击穿时间td与Ph的关系空气间隙操作冲击击穿波形图(a)P=62.9kPa(b)P=73.1kPa1基于人工模拟试验结果的校正方法-操作冲击放电特性

第五十八页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

1基于人工模拟试验结果的校正方法-雷电冲击放电特性（＋）

序号d/mmP/kPat/℃Rh/％h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ/U50150098.618.545.27.17965.70.978285.10.078250088.710.547.64.63606.20.905249.30.046350078.711.652.45.46717.60.800229.20.012450068.712.478.68.611134.40.696268.20.0245100098.614.556.47.04934.20.992565.40.0236100088.74.878.45.27676.60.923487.20.0257100078.76.185.46.26806.40.815484.90.0428100068.75.468.44.78615.10.714414.30.0389150098.616.266.29.1612230.986903.00.02110150088.714.736.84.64617.30.892685.60.02111150078.75.677.65.5707.80.817692.40.03612150068.76.265.64.84623.50.712613.70.08713200098.618.151.27.941066.80.9801115.70.04414200088.721.651.49.781330.10.8711150.00.02915200078.719.462.110.391402.70.7781134.40.06216200068.620.851.69.371270.60.6751025.40.015第五十九页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

1基于人工模拟试验结果的校正方法-雷电冲击放电特性

第六十页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

1基于人工模拟试验结果的校正方法-工频放电特性

P型棒Z型棒第六十一页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

1基于人工模拟试验结果的校正方法-工频放电特性

T/℃Rh/％U/kVh/g/m2tw/℃e/mb1832131.94.929.86.642135.26.5611.28.855140.48.4312.811.364148.99.7713.0913.178150.812.0115.616.185149.213.1216.417.687153.513.3516.617.890150.613.8016.918.525321247.4314.910.20401269.1816.212.6054137.812.4518.517.106014613.8419.519.0074150.317.0421.523.4088145.920.3223.527.9028351329.5917.613.34013410.8118.5154513812.3319.517.150143.913.6320.418.96214716.9422.423.573149.519.9724.127.784144.922.8525.831.7不同湿度与温度下400mm棒－板间隙工频放电电压试验结果第六十二页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

1基于人工模拟试验结果的校正方法-工频放电特性

工频放电电压与相对湿度的关系工频放电电压与绝对湿度的关系第六十三页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

1基于人工模拟试验结果的校正方法-工频放电特性

电压类型工频温度/℃182528相对湿度增加1%击穿电压增加％0.470.560.53绝对湿度增加1g/m3击穿电压增加%3.22.42.2不同类型电压下击穿电压随湿度变化的情况第六十四页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性操作冲击放电特性

序号d/mmP/kPat/℃Rh/％h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ/U50120072.225.718.24.50609.30.69988.50.025225072.219.528.44.86651.40.714100.30.013340072.217.131.94.73628.90.720140.90.031460072.214.768.48.851156.20.726204.00.021580072.218.556.59.221217.20.716258.90.0246100072.217.865.610.251351.40.718326.00.0557110072.220.353.89.741295.70.712354.70.0478130072.219.231.25.26702.50.715387.90.0189140072.223.521.24.56618.80.704399.00.03110150072.225.018.04.22575.70.701426.70.029空气间隙操作冲击U50(+)试验结果--格尔木第六十五页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性操作冲击放电特性

空气间隙操作冲击U50(+)试验结果—纳赤台序号d/mmP/kPat/℃Rh/％h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ/U50155566.311.147.84.91638.30.675170.60.015288066.316.830.54.44588.60.662260.40.0073109366.319.527.74.75635.80.656314.40.0134124566.314.538.14.84635.30.667342.50.0145124566.219.226.04.39587.40.655346.00.0186140266.223.019.54.08553.40.647369.30.024序号d/mmP/kPat/℃Rh/％h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ/U50160061.611.377.58.131049.00.627177.30.0232100061.612.765.37.47970.00.624276.00.0253120061.611.865.27.05913.60.626328.30.0204140061.614.156.16.97909.70.621373.20.021空气间隙操作冲击U50(+)试验结果—玉珠峰第六十六页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性操作冲击放电特性

空气间隙操作冲击U50(+)试验结果—望昆车站序号d/mmP/kPat/℃Rh/％h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ/U50126559.310.970.17.15922.40.60587.70.014241059.310.571.37.12917.30.605131.40.037356059.38.182.38.42898.50.610178.80.021460058.813.530.33.62474.50.594162.10.024571059.38.480.06.99894.40.609206.40.020680058.913.629.93.60472.10.594203.30.020785059.39.575.87.06907.20.607236.50.0298100059.310.766.46.70866.50.604272.00.0229100059.010.538.34.11536.00.602255.10.02210115059.011.932.73.53461.40.599288.60.02511115859.311.666.47.08916.30.603313.20.02012130058.914.327.73.47456.60.593313.80.02013151058.914.527.63.49459.40.593354.70.020第六十七页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性操作冲击放电特性

空气间隙操作冲击U50(+)试验结果—风火山空气间隙操作冲击U50(+)试验结果—拉萨序号d/mmP/kPat/℃Rh/％h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ/U50145056.08.080.06.79867.50.576130.30.073250056.05.698.07.13902.80.581147.30.022380056.16.695.07.35932.70.580217.30.0204100056.018.975.07.57996.30.555254.50.0175135056.08.282.57.11908.10.576337.80.018序号d/mmP/kPat/℃Rh/％h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ/%125065.019.264.810.701443.70.64391.854.1250065.119.065.110.701433.20.645157.22.3375065.319.064.310.501415.70.647225.81.74100065.220.558.310.401409.40.643286.22.55150065.319.265.410.801457.20.646416.34.16200065.319.066.810.901469.70.647530.13.67250065.219.465.210.901471.70.645631.83.48300065.218.565.610.401399.80.647735.24.4第六十八页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性操作冲击放电特性

空气间隙操作冲击U50(+)试验结果—纳赤台空气间隙操作冲击U50(+)试验结果—望昆序号d/mmP/kPat/℃Rh/%h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ/%122866.0-8.354%1.34177.30.58974.22.3237266.0-10.056%1.20160.90.585120.43.1351866.0-9.056%1.31174.10.587162.61.9485066.0-9.163%1.46194.30.587241.43.2599866.0-9.465%1.46195.80.586284.91.06114266.0-17.045%0.5273.10.569326.24.2d/mmP/kPat/℃Rh%h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ/%129058.4-9.831%0.6790.50.51893.83.0237558.4-11.029%0.5776.90.5161102.3352858.4-10.031%0.6789.00.517141.51.9468558.5-12.034%0.6283.30.514180.91.1583858.5-12.035%0.6385.70.514210.82.6698558.5-1339%0.6488.10.512248.53.7第六十九页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性操作冲击放电特性

计算结果与试验结果的误差，一个大于5.0%，其余均小于5.0%，即试验与拟合符合工程要求第七十页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-负极性操作冲击放电特性

序号d/mmP/kPat/℃Rh(%)h(g/m3)Pw/PaδU50/kVσ/U5015072.0019.832.15.60751.10.713107.01.2210072.0021.926.05.10687.10.708167.12.5315072.2024.122.24.90672.00.703261.21.9420072.3025.520.75.0684.60.700329.81.2525072.4024.823.55.50743.20.701378.92.9630072.4026.023.45.80802.60.698455.83.0735072.3026.023.15.80791.70.698494.73.4序号d/mmP/kPat/℃Rh(%)h(g/m3)Pw/PaδU50/kVσ/U50117866.139.933.94.61417.960.676261.70.020224066.0013.526.03.10406.740.666339.00.008332566.0010.330.93.02393.40.674435.20.023空气间隙操作冲击U50(-)试验结果--格尔木空气间隙操作冲击U50(-)试验结果--纳赤台第七十一页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-负极性操作冲击放电特性

序号d/mmP/kPat/℃Rh(%)h(g/m3)Pw/PaδU50/kVσ/%114061.6010.470.77.0902.40.629205.71.7220061.6011.367.57.10913.20.627295.61.9325061.6011.864.74.50905.40.626309.42.9430061.6011.667.17.20928.20.626389.82.5序号d/mmP/kPat/℃Rh(%)h(g/m3)Pw/PaδU50/kVσ/%110059.307.778.86.60837.50.611141.84.5214059.229.276.67.0897.60.607208.51.5320059.2010.972.17.50964.80.603262.92.1420059.1012.485.79.701249.50.599293.01.7525359.1011.590.09.601235.10.601332.92.9626559.2012.969.68.101050.30.599350.93.0730059.0718.633.75.50729.70.586364.22.9空气间隙操作冲击U50(-)试验结果--望昆车站空气间隙操作冲击U50(-)试验结果--玉珠峰第七十二页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-负极性操作冲击放电特性

序号d/mmP/kPat/℃Rh(%)h(g/m3)Pw/PaδU50/kVσ/U50115056.006.890.04.20896.50.579213.20.011220056.107.998.05.201056.10.578263.70.013330056.107.598.04.301023.50.579350.60.042空气间隙操作冲击U50(-)试验结果--风火山计算结果与试验结果的误差小于8.0%第七十三页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性雷电冲击放电特性

序号d/mmP/kPat/℃Rh/%h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ%156766.313.338.78.101090.50.640193.51.5271566.314.833.24.30568.00.643232.72.5386566.118.526.74.30572.20.649277.12.54102066.121.022.54.20565.50.655329.22.15125566.412.245.55.0652.80.638407.62.46140066.513.456.96.80882.50.642470.42.07156066.515.941.67.0760.70.647520.72.4空气间隙雷电冲击U50(+)试验结果--纳赤台序号d/mmP/kPat/℃Rh/%h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ%140061.619.333.45.70756.20.607127.32.7260061.88.861.35.50701.30.587188.22.5380061.87.468.55.60712.50.584249.53.74100061.68.677.56.80877.00.584312.71.75120061.76.673.85.70725.20.581370.04.56140061.85.276.55.40685.10.579438.91.9空气间隙雷电冲击U50(+)试验结果--玉珠峰第七十四页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性雷电冲击放电特性

序号d/mmP/kPat/℃Rh/%h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ%159859.320.042.77.401001.20.585186.04.3259859.319.048.47.901065.20.583188.92.0360159.119.817.93.10419.10.583176.73.7475059.319.058.29.501280.90.583243.22.1580559.119.618.13.10418.80.583238.33.7691559.317.060.78.801178.40.579291.82.17101059.217.815.82.40324.80.580293.83.08106059.310.181.17.901012.80.566333.73.39118859.312.365.97.40953.00.570369.71.810133059.39.078.67.10915.00.563412.11.111133059.39.340.83.70483.40.564391.32.412150059.29.645.14.20544.80.564448.12.613150459.38.584.67.40947.90.562469.41.714155059.318.078.012.01612.40.581508.91.415165559.217.818.32.80376.60.580471.51.816167559.320.075.113.01758.80.585557.21.617182059.216.523.63.10446.10.577529.42.3空气间隙雷电冲击U50(+)试验结果--望昆车站

第七十五页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性雷电冲击放电特性

序号d/mmP/kPat/℃Rh/%h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ%180555.918.752.28.601138.50.549240.23.92100055.919.817.98.20419.10.551298.85.73119555.916.660.38.801149.50.545362.07.14140555.918.761.110.101334.30.549421.24.15160055.919.158.39.701278.70.550477.53.3序号d/mmP/kPat/℃湿球/℃h/g/m3Pw/PaδU50(+)σ/％125065.018.714.211.021508.60.63991.67.1250064.919.314.411.041490.10.639180.63.0375065.118.213.710.631429.30.639258.72.14100065.019.515.011.661574.80.641348.25.85125065.017.913.510.511411.70.637423.22.06150065.218.214.111.081489.80.640515.22.47200065.018.714.511.371531.50.639678.14.78250065.019.214.811.531555.70.640845.54.2空气间隙雷电冲击U50(+)试验结果--拉萨空气间隙雷电冲击U50(+)试验结果--纳赤台第七十六页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性雷电冲击放电特性

序号dPtRh/%hPw/PaδU50(+)σ％131558.7-6.831.0%0.87114.20.52698.07.2216558.7-3.134.0%1.29165.80.53452.07.8316558.6-10.048.0%1.03137.90.51953.07.9467558.5-5.561.0%1.91248.30.527207.63.2568558.7-7.167.0%1.84241.30.526213.33.4683058.5-5.561.0%1.91248.30.527254.15.5784558.5-8.734.0%0.82194.00.521256.86.1898558.5-5.561.0%1.91248.30.527298.72.3999558.5-11.031.0%0.6182.30.516300.04.510143558.5-9.034.0%0.79105.60.520421.45.111158358.5-8.832.0%0.76101.00.521471.03.112173058.5-9.131.0%0.7295.60.520510.04.3空气间隙雷电冲击U50(+)试验结果--望昆

第七十七页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-正极性雷电冲击放电特性

计算结果与试验结果的误差小于4.0%第七十八页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-负极性雷电冲击放电特性

序号d/mmP/kPat/℃Rh/%h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ%118066.323.418.84.03546.80.662221.01.2233266.322.321.14.25573.30.660334.62.8348066.222.519.84.03545.50.659419.32.4471266.222.319.63.94533.20.659544.52.9序号d/mmP/kPat/℃Rh/%h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ%19061.620.537.86.89920.30.609131.31.6211061.615.641.65.64743.00.599148.01.5315061.615.146.06.06795.80.598182.11.2430061.614.451.16.46845.50.596307.92.3540061.813.250.25.89768.50.596371.01.9650061.811.751.75.50714.10.593426.01.5760061.89.560.65.64727.70.588468.12.3空气间隙雷电冲击U50(-)试验结果--纳赤台空气间隙雷电冲击U50(-)试验结果-玉珠峰第七十九页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-负极性雷电冲击放电特性

序号d/mmP/kPat/℃Rh/%h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ%118059.36.787.26.78862.30.559212.62.6233259.36.383.96.39812.60.558331.11.7340059.116.124.63.44455.60.576342.81.8445059.46.187.66.55832.20.559416.71.9545059.48.377.16.66853.10.563391.81.8650059.117.422.13.32442.40.578389.33.0755059.312.165.47.22935.90.570439.22.5860159.118.718.53.03404.50.581437.82.2960159.113.329.83.52460.90.570443.71.71065059.311.569.97.41957.80.568497.92.91170059.117.820.63.18423.80.579491.43.0空气间隙雷电冲击U50(-)试验结果--望昆车站序号d/mmP/kPat/℃Rh/%h/g/m3Pw/PaδU50/kVσ%120055.817.350.17.611001.70.546226.61.7230055.918.553.08.641139.40.549298.81.9345555.819.545.97.931050.50.550379.32.5455055.817.652.28.061061.40.546425.72.2564555.817.246.67.01923.00.546456.52.4空气间隙雷电冲击U50(-)试验结果--风火山

第八十页，共九十四页，2022年，8月28日(一)、空气间隙放电特性及海拔修正

2现场试验结果的校正方法-负极性雷电冲击放电特性

序号d/mmP/kPat/℃湿球/h/g/m3Pw/PaδU50(-)σ/％125064.818.914.311.071492.10.637284.01.6250064.818.814.311.071491.60.637450.02.0375065.018.714.010.791453.30.639590.42.34100064.819.514.410.971481.60.639720.03.65125064.819.214.411.071493.60.638821.93.66150065.018.613.510.261381.50.639918.03.97200065.018.614.19.511280.50.6391076.32.7空气间隙雷电冲击U50(-)试验结果--拉萨

序号dPhtRh/%Pw/PaδU