空氣間隙擊穿電壓

對均勻電場，只有間隙距離不太大時的試驗數(shù)據(jù)。試驗結(jié)果表明：各種電壓(直流、工頻、操作沖擊、雷電沖擊電壓)下的50%擊穿電壓實際上都相同，擊穿電壓的分散性較小。

在稍不均勻電場中，直到擊穿為止不發(fā)生電暈，各種電壓下的50%擊穿電壓實際上都相同，擊穿電壓的分散性也不大。當電場分布不對稱時，具有不很明顯的極性效應(yīng)，負極性時空氣間隙的擊穿電壓稍低于正極性時擊穿電壓。稍不均勻電場中，空氣間隙的擊穿電壓與電場的不均勻程度有關(guān)，電場分布越是趨于均勻，同樣間隙距離時的擊穿電壓就越高，其極限就是均勻電場中的擊穿電壓。可近似認為：稍不均勻電場中的最大場強達到30kV/cm時，間隙將擊穿。此時，擊穿電壓的估算公式為U₅₀=30d/f，kV。式中d為間隙距離，cm;f為電場不均勻系數(shù)，是最大場強與平均場強之比。

以空氣作為電介質(zhì)的電極之間的間隙發(fā)生擊穿時的電壓。由于氣體放電理論還不完善，空氣間隙的擊穿電壓無法精確計算，實用上大多是通過試驗來確定或用經(jīng)驗公式近似地估算?？諝忾g隙的擊穿電壓與電場分布、間隙距離、電壓種類及空氣狀態(tài)等有關(guān)。

對于非對稱分布的電場，在直流、操作沖擊或雷電沖擊電壓下，當最大場強所在電極為正極性(電極的電位比其他電極的電位高時為正極性)時空氣間隙的擊穿電壓與該電極為負極性時的不同。這種效應(yīng)稱為極性效應(yīng)。

與均勻及稍不均勻電場不同，在極不均勻電場中，各種電壓下空氣間隙擊穿電壓的差別比較明顯，分散性也較大。當電場分布不對稱時，極性效應(yīng)顯著，正極性時空氣間隙的擊穿電壓低于負極性擊穿電壓。通常選擇棒-板電極和棒-棒電極作為典型電極，分別代表了不對稱分布和對稱分布極不均勻電場的極端情況。在沒有合適的試驗數(shù)據(jù)可供使用時，可參照棒-板或棒-棒間隙的試驗數(shù)據(jù)來近似估計極不均勻電場空氣間隙的擊穿電壓。間隙距離相同時，棒電極為正極性的棒-板間隙的擊穿電壓比棒為負極性時低得多，而棒-棒間隙的擊穿電壓介于兩者之間。

(1)直流電壓下的擊穿電壓：試驗表明，在間隙距離小于3m時，擊穿電壓與間隙距離呈線性關(guān)系。對棒-板電極，棒為正極性時，平均擊穿場強為4.5kV/cm;棒為負極性時約為10kV/cm。對棒-棒電極，平均擊穿場強約為4.8～5.0kV/cm。

(2)工頻電壓下的擊穿電壓：棒-板電極間施加工頻電壓時，擊穿總是在棒的極性為正、電壓達到峰值時發(fā)生。圖1所示為空氣間隙的工頻擊穿電壓U₅₀與間隙距離d的關(guān)系。隨著d的增加，U₅₀的增加逐漸趨于緩慢，即具有飽和現(xiàn)象。擊穿電壓的標準差σ約為U₅₀的3%。 2100433B

使電介質(zhì)擊穿的電壓。電介質(zhì)在足夠強的電場作用下將失去其介電性能成為導體,稱為電介質(zhì)擊穿,所對應(yīng)的電壓稱為擊穿電壓。電介質(zhì)擊穿時的電場強度叫擊穿場強。不同電介質(zhì)在相同溫度下,其擊穿場強不同。當電容器介質(zhì)和兩極板的距離d一定后,由U1-U2=Ed知,擊穿場強決定了擊穿電壓。擊穿場強通常又稱為電介質(zhì)的介電強度。提高電容器的耐壓能力起關(guān)鍵作用的是電介質(zhì)的介電強度。附表為各種電介質(zhì)的相對介電常量εr和介電強度。

電介質(zhì) εr 擊穿場強,×106/(V·m-1)

擊穿電壓是電容器的極限電壓，超過這個電壓，電容器內(nèi)的介質(zhì)將被擊穿．額定電壓是電容器長期工作時所能承受的電壓，它比擊穿電壓要低．電容器在不高于擊穿電壓下工作都是安全可靠的，不要誤認為電容器只有在額定電壓下工作才是正常的。

在均勻電場(見不均勻電場)的間隙中，工頻擊穿電壓和直流擊穿電壓相等。在極不均勻電場的間隙中（如棒－板間隙），擊穿總是發(fā)生在棒電極處于正極性的狀態(tài)，因而交流擊穿電壓幅值與正極性棒對負極性板間隙的直流擊穿電壓相近。棒－板空氣間隙的交流平均擊穿場強為Eа≈4.8kV/cm，與上述E 很接近。為提供高電壓輸電線或變電所空氣間隙距離的設(shè)計依據(jù)，近年來很多人研究長空氣間隙的工頻擊穿電壓(見長間隙擊穿)。這些試驗是在室內(nèi)進行的，后來由戶外試驗說明，并未出現(xiàn)“飽和”現(xiàn)象?！帮柡汀爆F(xiàn)象是由于試驗室墻的影響引起的。進行長間隙的試驗需要很大的試驗室，投資很多。因此許多人在研究用理論模型計算或試驗?zāi)M來代替實際尺寸的試驗。

工頻電壓擊穿的測試儀器--工頻電壓擊穿試驗儀是滿足GB1408-2006 絕緣材料電氣強度試驗方法，GB/T1695-2005硫化橡膠工頻電壓擊穿強度和耐電壓強度試驗 GB/T3333 電覽紙工頻電壓擊穿試驗方法 HG/T 3330絕緣漆漆膜擊穿強度測定法 GB12656 電容器紙工頻電壓擊穿試驗方法及ASTM D149 標準要求設(shè)計制造的.主要適用于固體絕緣材料如：塑料、薄膜、樹脂、云母、陶瓷、玻璃、絕緣漆等介質(zhì)在工頻電壓或直流電壓下?lián)舸姸群湍碗妷簳r間的測試。.

對云母的擊穿電壓試驗具體為取符合標準的云母片10片以上，在每片中心處進行一次擊穿試驗。然后取試驗結(jié)果的算術(shù)平均值，作為平均擊穿電壓（千伏）。

試驗條件：溫度20-4-5℃，頻率50赫，平穩(wěn)升高電壓，電極為銅或黃銅，直徑為10毫米。工業(yè)上對不同厚度（微米）的白云母、金云母擊穿電壓（千伏）平均值及最低值都有具體的要求。2100433B