提高氣體間隙擊穿電壓的措施

提高氣體間隙擊穿電壓的措施希望間隙的絕緣距離盡可能短一一雷提高間隙擊穿電壓兩種途徑改良電極形狀①改善電場分布利用氣體放電本身的空間電荷畸變電場盡量均勻②削弱氣體中的電離過程一、電極形狀的改良一一電場分布均勻，平均擊穿場強(qiáng)高(1)增大電極曲率半徑，減小表面場強(qiáng)。圖2-25(2)改善電極邊緣一一弧形，消除邊緣效應(yīng)(3)使電極具有最正確外形。原則：調(diào)整電場，降低局部過高場強(qiáng)，提高間隙擊穿電壓(電氣強(qiáng)度)二、空間電荷的利用極不均勻電場，擊穿前發(fā)生電暈現(xiàn)象一一利用放電自身產(chǎn)生的空間電荷改善電場分布例圖2-26導(dǎo)線直徑小反而擊穿電壓高，導(dǎo)線直徑大,擊穿電壓與尖-板近一一細(xì)線效應(yīng)。解釋：導(dǎo)線直徑很小時(shí)，導(dǎo)線周圍易形成均勻電暈流，電壓電暈流，電暈放電形成的空間電荷使電場分布改變，電暈流均勻，電場分布改善，從而提高了擊穿電壓。導(dǎo)線直徑大，表面不光滑，存在電場局部強(qiáng)的地方，一一電離局部強(qiáng)，另外強(qiáng)場巨大，電離發(fā)展強(qiáng)烈，加強(qiáng)前方電場，削弱了周圍附近的電場（類似金屬尖端）一一電暈易轉(zhuǎn)入刷狀放電，擊穿電壓與尖-板擊穿的電壓相近。實(shí)驗(yàn)：雷電沖擊電壓下無細(xì)線效應(yīng)一一電壓作用時(shí)間短,來不及形成空間電荷層。利用空間電荷（均勻電暈）提高間隙擊穿電壓一一持續(xù)電壓。三、極不均勻場中屏障的采用放入薄片固體絕緣材料，顯著提高間隙擊穿電壓一一屏障與電壓種類相關(guān)：①尖電極正極性，屏障顯著提高間隙擊穿電壓，圖2-28無屏障，尖電極附近正離子形成集中的正空間電荷，促進(jìn)電離發(fā)展擊穿電壓低。設(shè)置屏障后，正離子積聚并在表面均勻分布，屏障前方形成均勻電場，改善電場分布，提高擊穿電壓一一效果與位置有關(guān)。②尖電極負(fù)極性屏障靠最近板極，反面降低了擊穿電壓③工頻電壓下設(shè)置屏障擊穿曲線一一顯著提高擊穿電壓④雷電沖擊電壓下⑤均勻、稍不均勻電場，屏障不能提高間隙擊穿電壓四、固體絕緣覆蓋層稍不均勻電場，離場強(qiáng)電極表面覆蓋固體低絕緣層，提高擊穿電壓顯著，有待進(jìn)一步得入五、高氣壓的采用大氣壓下空氣電氣強(qiáng)度30kV/cm,不高其他方法一一削弱氣體電離過程，如內(nèi)絕緣有條件下,提高氣壓，減少電子平均行程，削弱電離。特殊注意如下:(1)電場均勻程度影響圖2-32間隙距離不變，擊穿電壓隨壓力提高而增加，一定程度而變緩，高氣壓下，電場均勻程度對擊穿電壓的影響比大氣壓力下顯著均勻程度下降，擊穿電壓將劇烈降低，高壓下,應(yīng)盡量均勻，但氣壓不會太高，因?yàn)棰?下壓力高，擊穿電壓低，不符合申定律②對容電機(jī)械強(qiáng)度及密封要求高(2)電極表面狀態(tài)的影響高氣壓下，氣隙擊穿電壓和電極表面粗糙度類不大，粗糙一一擊穿電壓低。新電極最初幾次擊穿電壓較低，多次火花擊穿后擊穿電壓提高，分散性小一一電極的“老煉”處理污物，濕度等因素在高壓下對氣隙擊穿電壓的影響比常壓下顯著。結(jié)論：高氣壓下應(yīng)盡可能改良電極形狀，改善電場分布,電極應(yīng)加工光潔，氣體要過濾，充氣后需較長時(shí)間靜化后再使用。六、高真空的采用削弱電極間氣體的電離過程，電子自由行程變大,但間隙中E分子可碰撞電離子過程無從發(fā)展，提高了擊穿電壓P臨界值時(shí)，放電才可能發(fā)展空氣SF6是空