气体的绝缘特性-冲击电压下空气的击穿电压(高电压技术)

电介质绝缘特性操作冲击电压下空气的击穿电压一、操作冲击电压下空气的击穿电压电力系统在操作或发生事故时，因状态发生突然变化引起电感一电容回路的振荡产生过电压，称为操作冲击电压(或操作过电压)。操作过电压峰值有时可高达相电压的3－3.5倍。因此，为保证安全运行，对于超高压电气设备需要考察其绝缘耐受操作过电压的能力。（1）标准操作冲击电压波形IEC推荐了250／2500μs的操作冲击电压标准波形，标准中也采用了这个标准波形。（2）操作冲击击穿电压的特点曲线操作冲击电压下击穿的U形曲线

操作冲击电压下的极性效应更加显著击穿电压具有明显的饱和现象极性效应饱和击穿电压的分散性大分散

通过本知识点的学习，使学生了解操作过冲击电压的定义，掌握操作冲击电压下的特点，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性伏秒特性曲线的应用一、伏秒特性的概念

一般用同一波形下，间隙上出现的电压最大值和间隙击穿时间的关系来表示间隙的冲击绝缘特性，此曲线称为间隙的伏秒特性。二、伏秒特性曲线1）伏秒特性曲线用实验方法求取。对同一间隙，施加一系列标准波形的冲击电压，使间隙击穿，用示波器来观察。

2）由于击穿时间具有分散性，所以在每级电压下可得到一系列击穿时间。实际上伏秒特性曲线是以上、下包络线为界的一个带状区域。三、伏秒特性的应用1）间隙伏秒特性曲线的形状取决于电极间电场的分布。在极不均匀电场中伏秒特性曲线随击穿时间的减少而明显上翘；在均匀和稍不均匀电场中伏秒特性曲线比较平坦。2）伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义

如果一个电压同时作用在两个并联的绝缘结构上，其中一个绝缘结构先击穿，则电压被截断短接，另一个绝缘结构就不会再被击穿，称前者保护了后者。

通过本知识点的学习，使学生掌握伏秒特性曲线的概念和应用，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性雷电冲击电压下空气的击穿电压一、雷电冲击电压下空气的击穿电压

电力系统中，雷电冲击电压是由雷云放电引起的，其持续时间极短，只有约几个微秒到几十个微秒，可与击穿所需的时间相比拟，故空气间隙在雷电冲击电压作用下的击穿具有与持续电压作用下不同的特点。（1）标准雷电冲击电压波形正极性和负极性的标准波形简单表示为+1.2／50μs或－1.2／50μs。（2）击穿时间t0升压时间

统计时延放电形成时延tstf（2）50％冲击击穿电压及冲击系数

1)50％冲击击穿电压

由于放电时延t1具有分散性，在间隙上多次施加同一电压，有时击穿，有时不击穿。冲击电压值越大，T越大，击穿概率越大。工程上采用了击穿概率为50％的冲击电压来表示绝缘耐受冲电压的大小，用U50％表示。

2)冲击系数β

冲击系数β表示50％冲击击穿电压U50％与静态击穿电压U0的比值，即:

通过本知识点的学习，使学生了解雷电过冲击电压的定义，掌握雷电冲击电压下空气击穿的过程，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性提高气体间隙击穿电压的方法（一）改进电极形状

改进电极形状、增大电极曲率半径，以改善电场分布，提高间隙的击穿电压。同时，电极表面应尽量避免存在毛刺、棱角等以消除电场局部增强的现象。(二）极不均匀电场中屏障的采用

在电场极不均匀的空气间隙中，放人薄片固体绝缘材料(如纸或纸板)，在一定条件下可以显著地提高间隙的击穿电压。（三）高气压的采用

由巴申定律可知：在均匀电场中提高气体的压力，可以提高气体的击穿电压。因为气压增大后分子的密度加大，电子的平均自由行程缩小，从而减弱了游离过程。在一定气压范围内，增大气体压力对提高间隙的击穿电压是极为有效的（四）高真空的采用采用高真空的情况与提高气压的情况相似，也是削弱了间隙中气体的游离过程。因为这时虽然电子的自由行程变得很大，但间隙中已无气体分子可供碰撞，因此游离过程无从发展，从而可以显著提高间隙击穿电压。（五）高电气强度气体(SF6)的采用六氟化硫(SF6)和其他一些含卤族元素的气体化合物都是高电气强度气体。具有较高的电气强度是因为它们具有很强的电负性，容易吸附电子成为负离子，从而削弱了游离过程，同时也加强了复合过程；另外，这些气体具有较大的分子