一、氣隙伏秒特性
1. 伏秒特性的概念
在沖擊電壓作用下,間隙的擊穿需要考慮放電時延,即間隙的擊穿電壓與沖擊電壓波的波形有很大的關(guān)系,僅用U50%來表征間隙的沖擊擊穿特性是不夠的。所以在工程上還用伏秒特性表征間隙在沖擊電壓下的擊穿特性。
對于一定的沖擊電壓波形,間隙的擊穿電壓值與擊穿時間的關(guān)系曲線稱為伏秒特性。
2.不同電場分布下伏秒特性的特點
間隙的伏秒特性曲線形狀與間隙中的電場分布有關(guān)。在均勻電場和稍不均勻電場中,由于擊穿時的平均場強較高,放電發(fā)展較快,放電時延短,間隙的伏秒特性曲線較平坦,僅在放電時間極短時,曲線略向上翹。
在極不均勻電場中,間隙平均擊穿場強較低,放電時延較長,放電分散性大,伏秒特性曲線比較陡,并且電場越不均勻,伏秒特性曲線越陡。
二、確定伏秒特性的方法
間隙的伏秒特性可通過實驗的方法求取,如圖TYBZ01402009-1所示。實驗過程中,保持沖擊電壓的波形不變,逐漸升高電壓幅值使氣隙擊穿,從示波器圖中讀取擊穿電壓U與擊穿時間t。
電壓值較低時,放電時延長,擊穿發(fā)生在波尾。因在擊穿過程中,電壓幅值已對間隙的擊穿產(chǎn)生影響,所以,應(yīng)以該電壓幅值為縱坐標(biāo),以擊穿時間為橫坐標(biāo)得到點“1"。同理可得點“2"。電壓幅值較高時,放電時延縮短,擊穿發(fā)生在波頭部分,以擊穿時刻的電壓值為縱坐標(biāo),以擊穿時間為橫坐標(biāo),可得點“3"。將相應(yīng)的點連接起來,就可畫出伏秒特性曲線。
由于放電時延具有分散性,即同一間隙在同一電壓幅值作用下可以得到一系列擊穿時間,所以伏秒特性曲線實際上是以上、下包線為界的帶狀區(qū)域,如圖TYBZ01402009-2所示。
如無特別說明,伏秒特性一般指用標(biāo)準(zhǔn)波形作出。
三、伏秒特性在絕緣配合中的應(yīng)用
工程上伏秒特性曲線用來表征氣隙的沖擊擊穿特性,在絕緣配合中伏秒特性具有重要義。如果一個電壓同時作用在兩個并聯(lián)的氣體間隙S1和S2上,當(dāng)其中一個氣隙先被擊穿時,則電壓波被短接,另一個問隙就不會再擊穿了。如圖TYBZ01402009-3所示,S2始終處于S1的下方,在任何情況下,S2都比S1先被擊穿。這個原則如用于保護裝置(如避雷器)和被保護設(shè)備(如變壓器),就是S2保護S1。由于電氣設(shè)備的伏秒特性曲線通常較平坦,為了得到較理想的絕緣配合,希望保護設(shè)備的伏秒特性曲線平坦一些。
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