发布时间 : 星期一 文章特种作业电工2(第二章-电气绝缘基础知识)5.31改更新完毕开始阅读
下面来解释棒－板间隙在直流电压作用下出现极性效应的原因。由于棒的曲率半径小，电场极不均匀。无论棒为正极或者棒为负极，棒极附近的电场强度都是最大，碰撞电离最为剧烈，电子崩在棒极附近首先出现。如图2－8（a）所示，棒为正极，板为负极，棒极附近出现电子崩时产生的电子迅速进入棒极，留下来的正离子缓慢地向板极移动，于是在棒极附近积聚起正空间电荷。正空间电荷产生的附加电场E2与棒－板两极之间的主电场E1同方向，加速了流注从棒极向板极发展，从而降低了间隙的直流击穿电压。再看图2-8（b），如果棒为负极，板为正极，同样由于棒的曲率半径小，电场极不均匀，棒极附近电场强度大，在其附近首先出现电子崩。由电子崩产生的电子迅速奔向板极，在棒极附近的正离子由于移动速度慢，形成正空间电荷。这时正空间电荷产生的附加电场E2与棒－板两极之间的主电场E1的方向相反，削弱了主电场的电场强度，使间隙间放电发展比较困难，因而击穿电压就较高。
同向加强 反向削弱
在图2－7中，棒－棒间隙的直流击穿电压（图中虚线）介于极性不同的棒－板间隙直流击穿电压之间，这是因为棒－棒间隙有两个尖端，具有两个强电场区域，这样反而比只具有一个尖端的棒－
板间隙电场来得均匀，其击穿电压比正棒－负板间隙略高，但比负棒－正板间隙的击穿电压要低很多。
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）
P63 五、冲击电压作用下空气间隙的击穿电压 1. 雷电冲击电压和操作冲击电压
电力系统中运行中的电气设备，除了受到工频电压和谐振过电压作用外，还会受到运行中异常状态和操作时引起的操作冲击波过电压和雷电时引起的雷电冲击波过电压的作用。这几种电压的波形都不一样。
工频电压和谐振过电压的波形是周期性的，持续时间较长（以s计），因此称为持续作用电压或暂时作用电压，其波形为正弦波，频率为工频或工频的倍数。
雷电冲击电压和操作冲击电压的波形持续时间很短，以μs（微秒）或ms（毫秒）计，属于瞬态作用的电压，也称为冲击电压。其中雷电冲击电压持续时间最短，属于非周期性的单次脉冲性质，持续时间只有几微秒到几十微秒。操作冲击电压持续时间比雷电冲击电压长，达到几百微秒或几千微秒。操作冲击电压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。
雷电冲击电压和操作冲击电压虽然持续时间较短，属于脉冲性质，但由于其幅值很高，对电气设备绝缘造成很大威胁。为了防止由于这两种冲击过电压的作用而发生电气设备击穿短路，除了要采取相应的保护措施外，对电气设备的绝缘要求具有一定的耐受冲击过电压的能力，并通过电气试验加以考核。
2. 冲击电压典型波形
（1）雷电冲击电压典型波形。在大自然中雷电冲击电压的波形各异，但为了便于对电气设备统一试验，统一评价，根据统计规律制订了供电气试验用的雷电冲击电压典型波形。
图2－9所示为国际电工委员会（IEC）和我国国家标准规定的雷电冲击电压典型波形。图中T1称为波前时间，T2则是半峰值时间，雷电冲击电压波形就是由这两个时间确定的。由于雷电冲击电压波形的原点附近数值微小，模糊不清，而波峰附近波形又较平坦，不易确定原点及峰值的确切位置，因此规定由0.3Urn和0.9Um（Um为冲击电压的峰值）两点连一直线与波峰的水平线以及横坐标的交点在横轴上的投影长度T作为波前时间（也称为视在波前时间）。同样，由于雷电冲击电压的波尾衰减平缓，与横坐标的交点不易确定，因此规定从雷电冲击电压波形的视在原点O′，至雷电冲击电压由峰值衰减到0.5Um时所需的时间T2为半峰值时间。IEC和我国国家标准规定：T1＝1.2μs，容许偏差±30％；T2＝50μs，容许偏差±20％；T1－波头时间、T2－波长时间，统称为波形参数。雷电冲击电压典型波形的参数如用符号表示写作±1.2／50μs。这里的“±”表示冲击电压不接地极的极性可以是正极或负极。
图2－10是雷电冲击电压截波波形。雷电冲击电压作用于电力线路或电气设备上，在某一时间有可能发生击穿或闪络，也可能因避雷器放电而使波形被截断，形成截波波形。截波由于电压突然锐减，在流经电气设备的绕组时会感应产生很高的匝间电压，对绕组绝缘构成威胁。因此有关规程规定变压器类设备在新产品做型式试验时要进行雷电冲击截波耐受电压试验。
（2）操作冲击电压典型波形。
为了等效模拟电力系统中操作过电压时的冲击电压波形，IEC和我国国家标准推荐采用图2－11所示的操作冲击电压典型波形，并规定波前时间T1＝250μs±20％，半峰值时间T2＝2500μs±60％，如考虑极性，则记作±250／2500μs。