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 第二节 不均匀电场中的放电过程

第二节 不均匀电场中的放电过程 主讲：何柏娜

第二节 不均匀电场中的放电过程 主讲：何柏娜

不均匀电场的放电特征 电气设备中很少有均匀电场的情况。但对不均匀 电场还要区分两种不同的情况，即稍不均匀电场和 极不均匀电场。全封闭组合电器(GIS)的母线筒和高 压实验室中测量电压用的球间隙是典型的稍不均匀 电场；高压输电线之间的空气绝缘和实验室中高压 发生器的输出端对墙的空气绝缘则属于极不均匀电 场

一 、不均匀电场的放电特征 电气设备中很少有均匀电场的情况。但对不均匀 电场还要区分两种不同的情况，即稍不均匀电场和 极不均匀电场。全封闭组合电器(GIS)的母线筒和高 压实验室中测量电压用的球间隙是典型的稍不均匀 电场；高压输电线之间的空气绝缘和实验室中高压 发生器的输出端对墙的空气绝缘则属于极不均匀电 场

测量电压用的球间隙

测量电压用的球间隙

输电线路以气体作为绝缘材料

输电线路以气体作为绝缘材料

稍（极）不均匀电场的划分 1-击穿电压 2-电晕起始电压 3 2 3-放电不稳定区 d=2D d=4D d 图球隙的放电特性与极间距离的关系

稍(极)不均匀电场的划分 图 球隙的放电特性与极间距离的关系

1-击穿电压 2-电晕起始电压 3 3-放电不稳定区 0 d=2D d=4D d 1.d<=2D,稍不均匀电场，与均匀场相似，一 旦出现自持放电，立即导致整个气隙击穿。 ÷2.2D<d<4D,过渡区域，随电压升高会出现 电晕，但不稳定，立即转为火花放电

v 1.d<=2D,稍不均匀电场，与均匀场相似，一 旦出现自持放电，立即导致整个气隙击穿。 v 2. 2D<d<4D，过渡区域，随电压升高会出现 电晕，但不稳定，立即转为火花放电

1-击穿电压 2-电晕起始电压 3-放电不稳定区 "d 0 d=2D d=4D 3.d>=4D,极不均匀电场，随着电压升高到某个临 界值，在靠近球的表面出现蓝紫色的晕光，并发出 “咝咝”的响声，这种局部放电现象称电晕放电， 开始出现电晕放电的电压称电晕起始电压。当外施 电压进一步增大时，电极表面电晕层也随之增大， 并出现刷状的细火花，火花越来越长，最后击穿

v 3.d>=4D，极不均匀电场，随着电压升高到某个临 界值，在靠近球的表面出现蓝紫色的晕光，并发出 “咝咝”的响声，这种局部放电现象称电晕放电， 开始出现电晕放电的电压称电晕起始电压。当外施 电压进一步增大时，电极表面电晕层也随之增大， 并出现刷状的细火花，火花越来越长，最后击穿

稍（极）不均匀电场的划分 。均匀电场是一种少有的特例，在实际电力设 施中常见的却是不均匀电场。 。从电场均匀程度看，要明确划分稍不均匀场 和极不均匀场比较困难，为了描述各种结构 的电场不均匀程度，通常可引入一个电场不 均匀系数f,表示为：

稍(极)不均匀电场的划分 v 均匀电场是一种少有的特例，在实际电力设 施中常见的却是不均匀电场。 v 从电场均匀程度看，要明确划分稍不均匀场 和极不均匀场比较困难，为了描述各种结构 的电场不均匀程度，通常可引入一个电场不 均匀系数f，表示为：

二、 极不均匀电场中电晕放电 ÷由于电场强度沿气隙的分布极不均匀，因而 当所加电压达到某一临界值时，曲率半径较 小的电极附近空间的电场强度首先达到了起 始场强E0,因而在这个局部区域出现碰撞电 离和电子崩，甚至出现流注，这种仅仅发生 在强场区（小曲率半径电极附近空间）的局 部放电称为电晕放电

二、极不均匀电场中电晕放电 v 由于电场强度沿气隙的分布极不均匀，因而 当所加电压达到某一临界值时，曲率半径较 小的电极附近空间的电场强度首先达到了起 始场强E0，因而在这个局部区域出现碰撞电 离和电子崩，甚至出现流注，这种仅仅发生 在强场区（小曲率半径电极附近空间）的局 部放电称为电晕放电

。曲率半径：曲率的倒数就是曲率半径。 圆形越大，弯曲程度就越小，也就越近似一条直 线所以说，圆越大曲率越小，曲率越小，曲率半 径也就越大。 ÷就是把那一段曲线尽可能的微分，直到最后 近似一个圆弧，这个圆弧对应的半径即曲线 上这个点的曲率半径

v 曲率半径：曲率的倒数就是曲率半径。 v 圆形越大,弯曲程度就越小,也就越近似一条直 线.所以说,圆越大曲率越小,曲率越小,曲率半 径也就越大 。 v 就是把那一段曲线尽可能的微分，直到最后 近似一个圆弧，这个圆弧对应的半径即曲线 上这个点的曲率半径