第七节 放电时间和冲击电压下的气隙击穿 放电时间 冲击电压波形的标准化 冲击电压下气隙的击穿特性 放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件一、放电时间 足够大的电场强度或足够高的电压 在气隙中存在能引起电子崩并导致流注和主放电的有效电子 需要有一定的时间，让放电得以逐步发展并完成击穿完成气隙击穿的三个必备条件：放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件 完成击穿所需放电时间是很短的（微秒级）： 直流电压、工频交流等持续作用的电压，满足上述第三个条件不成问题； 当所加电压变化速度很快、作用时间很短的冲击电压，因有效作用时间短，以微秒计，此时放电时间就变成一个重要因素。放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件t1气隙在持续电压下的击穿电压为Us，为所加电压从0上升到Us的时间； ts从t1开始到气隙中出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延ts； 图1-14 放电时间的组成 放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件tf出现有效电子后，引起碰撞电离，形成电子崩，发展到流注和主放电，最后完成气隙的击穿。这个过程需要的时间称为放电形成时延tf 。图1-14 放电时间的组成 放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件放电时间的组成： 总放电时间 tb=t1+ts+tf 后面两个分量之和称为放电时延 tlag=ts+tf图1-14 放电时间的组成 放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件放电时间tb和tlag放电时延的长短都与所加电压的幅值U有关，总的趋势是U越高，放电过程发展的越快，tb和tlag越短。tb和tf都具有统计性放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件二 冲击电压波形的标准化 （一）标准雷电冲击电压波 标准雷电冲击电压如下图所示：放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件T1视在波前时间； T2视在半峰值时间；Um冲击电压峰值放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件IEC和国标的规定为： T11.2 s 30 T250 s 20 一般写为1.2/50 s，有国家为1.5/40 s放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件（二）标准雷电截波 用来模拟雷电过电压引起气隙击穿或外绝缘闪络后所出现的截尾冲击波，如图所示。图1-16 雷电截波 T1波前时间； Tc截断时间 IEC和国标规定为： T11.2s30 Tc =25s放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件（三）标准操作冲击电压波 图1-17 操作冲击试验电压波形（a）非周期性双指数冲击波；（b）衰减振荡波放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件Tcr波前时间； T2半峰值时间； Um冲击电压峰值IEC和国标规定为： Tcr250s20 T22500s60放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件三、冲击电压下气隙的击穿特性（一）50冲击击穿电压（ U50% ） 在工程实际中广泛采用击穿百分比为50时的电压（ U50% ）来表征气隙的冲击击穿特性。实际中，施加10次电压中有4-6次击穿了，这一电压即可认为是50冲击击穿电压。放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件 U50%与Ur静态击穿电压的比值称为冲击系数，均匀和稍不均匀电场下， 1; 极不均匀电场中, 1，冲击击穿电压的分散性也较大，其标准偏差可取3。放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件（二）伏秒特性 冲击击穿特性最好用电压和时间两个参量来表示，这种在“电压时间”坐标平面上形成的曲线，通常称为伏秒特性曲线，它表示该气隙的冲击击穿电压与放电时间的关系。图1-18 伏秒特性曲线的绘制方法示意图 放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件 实际的伏秒特性曲线如图1-19所示，是一个以上、下包线为界的带状区域。通常取50伏秒特性或平均伏秒特性曲线来表征一个气隙的冲击击穿特性。图1-19 伏秒特性带与50伏秒特性1上包线； 250伏秒特性； 3下包线放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件随着时间的延伸，一切气隙的伏秒特性都趋于平坦，但特性曲线变平的时间却与气隙的电场形式有较大关系： 如图所示：均匀或稍不均匀电场的放电时延（间）短，因而其伏秒特性很快就变平了（例如1s处）；图1-20 均匀电场和不均匀电场气隙的 伏秒特性比较 1均匀电场； 2不均匀电场放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件 而极不均匀电场的放电时延（间）较长，因而其伏秒特性到达变平点的时间也就较长。图1-20 均匀电场和不均匀电场气隙的 伏秒特性比较 1均匀电场； 2不均匀电场放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件小 结 （本节完）放电时间的组成为：tb=t1+ts+tf 冲击电压波形的标准化 o标准雷电冲击电压波 o标准雷电截波 o标准操作冲击电压波 冲击电压下气隙的击穿特性 o采用击穿百分比为50时的电压来表征气隙的冲击击穿特性； o伏秒特性表征气隙的冲击击穿电压与放电时间的关系。 放电时间和冲击电压下的气隙击穿课件