基本介紹
- 中文名：空氣間隙擊穿電壓
- 外文名：breakdown voltage of air gaps
- 學科：電力科學
- 拼音：kōng qì jiān xì jī chuān diàn yā
釋義,極性效應,均勻電場中的擊穿電壓,稍不均勻電場中的擊穿電壓,極不均勻電場中的擊穿電壓,
釋義
以空氣作為電介質的電極之間的間隙發生擊穿時的電壓。由於氣體放電理論還不完善，空氣間隙的擊穿電壓無法精確計算，實用上大多是通過試驗來確定或用經驗公式近似地估算。空氣間隙的擊穿電壓與電場分布、間隙距離、電壓種類及空氣狀態等有關。
極性效應
對於非對稱分布的電場，在直流、操作衝擊或雷電衝擊電壓下，當最大場強所在電極為正極性(電極的電位比其他電極的電位高時為正極性)時空氣間隙的擊穿電壓與該電極為負極性時的不同。這種效應稱為極性效應。
均勻電場中的擊穿電壓
對均勻電場，只有間隙距離不太大時的試驗數據。試驗結果表明：各種電壓(直流、工頻、操作衝擊、雷電衝擊電壓)下的50%擊穿電壓實際上都相同，擊穿電壓的分散性較小。
稍不均勻電場中的擊穿電壓
在稍不均勻電場中，直到擊穿為止不發生電暈，各種電壓下的50%擊穿電壓實際上都相同，擊穿電壓的分散性也不大。當電場分布不對稱時，具有不很明顯的極性效應，負極性時空氣間隙的擊穿電壓稍低於正極性時擊穿電壓。稍不均勻電場中，空氣間隙的擊穿電壓與電場的不均勻程度有關，電場分布越是趨於均勻，同樣間隙距離時的擊穿電壓就越高，其極限就是均勻電場中的擊穿電壓。可近似認為：稍不均勻電場中的最大場強達到30kV/cm時，間隙將擊穿。此時，擊穿電壓的估算公式為U50=30d/f，kV。式中d為間隙距離，cm;f為電場不均勻係數，是最大場強與平均場強之比。
極不均勻電場中的擊穿電壓
與均勻及稍不均勻電場不同，在極不均勻電場中，各種電壓下空氣間隙擊穿電壓的差別比較明顯，分散性也較大。當電場分布不對稱時，極性效應顯著，正極性時空氣間隙的擊穿電壓低於負極性擊穿電壓。通常選擇棒-板電極和棒-棒電極作為典型電極，分別代表了不對稱分布和對稱分布極不均勻電場的極端情況。在沒有合適的試驗數據可供使用時，可參照棒-板或棒-棒間隙的試驗數據來近似估計極不均勻電場空氣間隙的擊穿電壓。間隙距離相同時，棒電極為正極性的棒-板間隙的擊穿電壓比棒為負極性時低得多，而棒-棒間隙的擊穿電壓介於兩者之間。
(1)直流電壓下的擊穿電壓：試驗表明，在間隙距離小於3m時，擊穿電壓與間隙距離呈線性關係。對棒-板電極，棒為正極性時，平均擊穿場強為4.5kV/cm;棒為負極性時約為10kV/cm。對棒-棒電極，平均擊穿場強約為4.8～5.0kV/cm。
(2)工頻電壓下的擊穿電壓：棒-板電極間施加工頻電壓時，擊穿總是在棒的極性為正、電壓達到峰值時發生。圖1所示為空氣間隙的工頻擊穿電壓U50與間隙距離d的關係。隨著d的增加，U50的增加逐漸趨於緩慢，即具有飽和現象。擊穿電壓的標準差σ約為U50的3%。
