发布时间 : 星期二 文章特种作业电工2（第二章-电气绝缘基础知识）5.31改 - 图文更新完毕开始阅读
在均匀电场中，空气间隙的直流击穿电压、工频击穿电压（幅值）、50％冲击击穿电压都相同。亦即均匀电场空气间隙的击穿电压与电压波形、电压作用时间无关。气体间隙内的流注一旦形成，放电达到自持，间隙即被击穿。
在极不均匀电场中，空气间隙的雷电冲击击穿电压比工频击穿电压高得多。但是对于操作冲击电压，如果其波前时间又与对应的空气间隙距离S相比较，正好处于临界波前时间瓦的数值附近，则操作冲击击穿电压可能低于工频击穿电压的幅值（见图2－15）。在极不均匀电场中，空气间隙的直流击穿电压与极性有很大关系。当棒为正极时，直流击穿电压与工频击穿电压（幅值）接近相等。而当棒为负极时，直流击穿电压远高于工频击穿电压（幅值）。对于极不均匀电场，空气间隙的工频击穿一般发生在棒极电压处于正半彼时。
3. 电压的极性对击穿电压的影响 均匀电场的空气间隙，其击穿电压与电压极性无关。稍不均匀电场或极不均匀电场中的棒－棒间隙，由于电极对称，因此击穿电压也与电压极性无关。对于极不均匀电场中的棒－板间隙，空气间隙的直流或冲击击穿电压与棒极的极性有关，一般是负极性放电电压高。
4. 电场的均匀程度对击穿电压的影响
电场的均匀程度对空气间隙的击穿特性有很大影响。电场越均匀，击穿电压越高。电场是否均匀还可以根据间隙击穿前电极附近是否存在稳定的电晕放电来区分：在均匀电场中，电极附近不会存在稳定的电晕放电。如果升高电压，电极附近首先出现稳定的电晕放电，在继续升高电压后，间隙才被击穿，则称为极不均匀电场。如果电场虽然不均匀，但还不存在稳定的电晕放电，电晕一旦出现，间隙立刻击穿，则称为稍不均匀电场。
5. 电极材料和光洁度对击穿电压的影响
气体间隙的击穿电压还与电极材料的种类和电极的光洁度有关。
例如不锈钢电极和铝制电极在其他条件都相同时，间隙的击穿
电压也不一样。铝电极表面容易发射电子，因此击穿电压较低，而不锈钢电极的空气间隙击穿电压略高。
新电极表面会存在小毛制，因此常需进行老炼处理。通过对电极加压进行老炼处理，除去电极表面的小毛刺后，不仅提高间隙的击穿电压，而且击穿电压的分散性减小。
6. 不同气体种类对击穿电压的影响
气体的种类不同，气体间隙的击穿电压也不同。特别是某些含卤族元素的气体，例如六氟化硫、二氯二氟二碳（弗雷翁）和四氯化碳等，在一切条件都相同的情况下，其击穿电压要比空气高几倍，故称为高强度气体。这些气体具有高绝缘强度的原因，是因为它们的分子尺寸大，而且具有很强的负电性。由于分子尺寸大，电子在这些气体中运动时容易碰撞，自由行程很短，运动的电子不易聚集足够的动能去进行碰撞游离，因此气体间隙不容易击穿放电。由于具有很强的负电性，中性分子很容易吸附电子而成为负离子，使产生碰撞游离的电子数且减少，也使气体击穿电压提高。
均匀电场中电极布置对称，因此不存在极性效应。气隙中一旦出现自持放电，间隙即被击穿，形成电弧放电或火花放电。因此，在均匀电场气隙中不会出现电晕放电现象。击穿电压等于其自持放电电压 P58 稍不均匀电场不能维持稳定的电晕放电，一旦放电达到自持，必然会导致整个间隙立即击穿，击穿电压等于其自持放电电压。但是，工空气间隙的平均击穿场强要比均匀电场时低。典型：球间隙和全封频闭组合电器（GIS）的母线圆筒。P58 交极不均匀电场能维持稳定电晕放电的不均匀电场。典型：棒－棒间流 隙和棒－板间隙。当作用在间隙上的电压足够高时，在棒形电极附近初始电子崩只在很小的范围内发展起来，即使出现自持放电，电离只局限于棒形电极附近的很小范围内，开始出现薄薄的紫色莹光层，间隙没有击穿。这种放电现象就是电晕放电。 随着电压增加，电晕层扩大，电晕电流增大。当电压增加到足够高时，在间隙中突然出现贯通两电极的放电通道，出现击穿。由此可见，在极不均匀电场中，间隙击穿电压远高于自持放电电压，这时的自持放电电压只是开始发生电晕的电压，称为电晕起始电压。 电场越不均匀，击穿电压与电晕起始电压间差别也越大。P59 均匀电场中，直流击穿电压和工频击穿电压的幅值接近相等 P62 直极不均匀电场 棒－板间隙，直流击穿电压还与棒的极性有很大关流 系。 负棒－正板间隙击穿电压U1＞棒—棒间隙击穿电压U2＞正棒—负板间隙击穿电压U3（直流击穿电压的极性效应） 稳态电压（波形是周期性的，持续时间较长） 冲雷电冲击击穿电压 雷电冲击电压持续时间最短，属于非周期性的单次击脉冲性质，持续时间只有几微秒到几十微秒 P64 操作冲击击穿电压 持续时间达到几百微秒或几千微秒。一般也是单次脉冲波形，属于非周期性的，但有时也可能出现周期性衰减的振荡波，但其持续时间仍较短。 P66 击穿电压数值大小不仅与间隙距离、电极形状、电极极性有关，而且与操作冲击电压波的波前时间T1的长短有关。 操作冲击击穿电压随波前时间T1的变化呈U形曲线，T1时间愈短，击穿电压愈高；U50％具有最小值，这时的空气间隙击穿电压最低，这个波前时间称为临界波前时间，用T0表示。T1时间愈长，击穿电压也愈高。 临界波前时间T0不是固定值，而是随空气间隙距离的长度S的不同而变化，S愈长T0也愈长。 50％击穿放电电压，是指在该冲击电压作用下，放电的概率为50％。 P71 七、六氟化硫（SF6）气体的绝缘特性
目前，六氟化硫（SF6）气体在66kV及以上电压等级的开关设备中应用十分普遍，几乎已替代了矿物油。在10～35kV的中压设备中也日益推广使用。
1. SF6气体的电气绝缘强度与气体压力和棒极极性的关系
SF6气体在普通状态下是不燃、无唤、无毒、无色的惰性气体。正常情况下相对密度约为空气的5倍。在均匀电场中，同为一个大气压力时，电气绝缘强度约为空气的2.3～3倍。
SF6充气设备一般用在适当的充气压力下，这样可以获得所需要的电气绝缘强度。例如，当压力为0.3MPa时绝缘强度与变压器油相当（气体绝缘强度＜液体绝缘强度＜固体绝缘强度＝。但是必须注意，只有在均匀电场中提高气压才能显著提高气隙的击穿电压。如果电场不均匀，则影响这一效果。电场愈不均匀，提高气压对提高气隙击穿电压的作用愈小。因此，SF6电气设备在其结构设计时要特别注意尽可能避免出现极不均匀电场情况。另外，需要注意SF6气隙的极性效应和空气间隙不同。在极不均匀电场中，曲率半径小的电极（棒极）为负极时其电晕起始电压要比棒极为正极时来得低，其击穿电压也是负极低于正极。因此，SF6气体绝缘结构的绝缘水平由是负极性电压决定的。
空气负棒-正板击穿电压U3＞棒-棒击穿电压U2＞正棒-负板击穿电压U1 SF6负棒-正板击穿电压U3＜棒-棒击穿电压U2＜正棒-负板击穿电压U1