山东理工大学：《高电压技》课程教学资源（课件讲稿）第一章 气体放电的基本物理过程和电气强度 第五节 提高气体介质电气强度的方法

第五节提高气体介质 电气强度的方法 主讲：何柏娜

第五节 提高气体介质 电气强度的方法 主讲：何柏娜

为了缩小电力设施的尺寸，总希望将气隙长度 或绝缘距离尽可能取得小一些，为此就应采取措施 来提高气体介质的电气强度。从实用角度出发，要 提高气隙的击穿电压不外乎采用两条途径： >改善气隙中的电场分布，使之均匀； >设法削弱和抑制气体介质中的电离过程

为了缩小电力设施的尺寸，总希望将气隙长度 或绝缘距离尽可能取得小一些，为此就应采取措施 来提高气体介质的电气强度。从实用角度出发，要 提高气隙的击穿电压不外乎采用两条途径： Ø改善气隙中的电场分布，使之均匀； Ø设法削弱和抑制气体介质中的电离过程

一、 改善电场分布 ÷1.电场分布越均匀，气隙的平均击穿场强也 就越大。因此，可以通过改进电极形状的方 法来减小气隙中的最大电场强度，以改善电 场分布，提高气隙的击穿电压。如： >增大电极的曲率半径 >消除电极表面的毛刺，改善电极边缘 >使电极具有最佳外形

一 、改善电场分布 v 1.电场分布越均匀，气隙的平均击穿场强也 就越大。因此，可以通过改进电极形状的方 法来减小气隙中的最大电场强度，以改善电 场分布，提高气隙的击穿电压。如： Ø增大电极的曲率半径 Ø消除电极表面的毛刺，改善电极边缘 Ø使电极具有最佳外形

。利用屏蔽来增大电极的曲率半径是一种常用 的方法。以电气强度最差的“棒一板”气隙 为例，如果在棒极的端部加装一只直径适当 的金属球，就能有效地提高气隙的击穿电压。 例如在极间距离为100cm时，采用一直径为 75c的球形屏蔽极就可使气隙的击穿电压约 提高1倍

v 利用屏蔽来增大电极的曲率半径是一种常用 的方法。以电气强度最差的“棒一板”气隙 为例，如果在棒极的端部加装一只直径适当 的金属球，就能有效地提高气隙的击穿电压。 例如在极间距离为100cm时，采用一直径为 75cm的球形屏蔽极就可使气隙的击穿电压约 提高1倍

许多高压电气装置的高压出线端（例如电力设 备高压套管导杆上端)具有尖锐的形状，往往 需要加装屏蔽罩来降低出线端附近空间的最 大场强，提高电晕起始电压。屏蔽罩的形状 和尺寸应选得使其电晕起始电压U大于装置 的最大对地工作电压U。,即： g max U。>U g.max

v 许多高压电气装置的高压出线端(例如电力设 备高压套管导杆上端)具有尖锐的形状，往往 需要加装屏蔽罩来降低出线端附近空间的最 大场强，提高电晕起始电压。屏蔽罩的形状 和尺寸应选得使其电晕起始电压 大于装置 的最大对地工作电压 ，即：

超高压输电线路上应用屏 蔽原理来改善电场分布以 提高电晕起始电压的实例 有：超高压线路绝缘子串 上安装的保护金具（均压环）、 超高压线路上采用的扩径 导线等

v 超高压输电线路上应用屏 蔽原理来改善电场分布以 提高电晕起始电压的实例 有：超高压线路绝缘子串 上安装的保护金具(均压环)、 超高压线路上采用的扩径 导线等

2利用空间电荷改善电场分布 ÷由于极不均匀电场气隙被击穿前一定先出现 电晕放电，所以在一定条件下，还可以利用 放电本身所产生的空间电荷来调整和改善空 间的电场分布，以提高气隙的击穿电压

2.利用空间电荷改善电场分布 v 由于极不均匀电场气隙被击穿前一定先出现 电晕放电，所以在一定条件下，还可以利用 放电本身所产生的空间电荷来调整和改善空 间的电场分布，以提高气隙的击穿电压

3.采用屏障 ÷由于气隙中的电场分布和气体放电的发展过 程都与带电粒子在气隙空间的产生、运动和 分布密切有关，所以在气隙中放置形状和位 置合适、能阻碍带电粒子运动和调整空间电 荷分布的屏障，也是提高气体介质电气强度 的一种有效方法

3.采用屏障 v 由于气隙中的电场分布和气体放电的发展过 程都与带电粒子在气隙空间的产生、运动和 分布密切有关，所以在气隙中放置形状和位 置合适、能阻碍带电粒子运动和调整空间电 荷分布的屏障，也是提高气体介质电气强度 的一种有效方法

屏障用绝缘材料制成，但它本身的绝缘性能 无关紧要，重要的是它的密封性（拦住带电粒 子的能力)。它一般安装在电晕间隙中，其表 面与电力线垂直。 。屏障的作用取决于它所拦住的与电晕电极同 号的空间电荷，这样就能使电晕电极与屏障 之间的空间电场强度减小，从而使整个气隙 的电场分布均匀化

v 屏障用绝缘材料制成，但它本身的绝缘性能 无关紧要，重要的是它的密封性(拦住带电粒 子的能力)。它一般安装在电晕间隙中，其表 面与电力线垂直。 v 屏障的作用取决于它所拦住的与电晕电极同 号的空间电荷，这样就能使电晕电极与屏障 之间的空间电场强度减小，从而使整个气隙 的电场分布均匀化