25、电气绝缘设计指南

电气绝缘设计指南

1. 气体绝缘设计基础

在使用气体绝缘的应用中，设计应当基于特定特性，确保设计处于如图 7.7 所示曲线中最低点右侧的区域。对于 SF6 中的简单均匀电场，可以计算其击穿电压，前提是帕申定律仍然适用，且仅适用于 100 ≤ pd ≤ 2000 mm·kPa 的范围，计算公式如下：
[ V_s = C \times p \times d + Y ]
其中：
- ( V_s )：击穿电压（kV）
- ( C )：常数 = 87.8 V/mm·kPa
- ( p )：压力（kPa）
- ( d )：间隙长度（mm）

常数 ( C ) 是电场与压力之比的临界值，此时净电离为零。

2. 影响介电强度的因素

有多个因素会影响给定设计的预期介电性能，其中两个因素值得特别关注：
- 电极调节 ：尽管电极调节的机制尚未完全明确，但其效果已被广泛观察到。在较低压力下，击穿电压似乎与间隙之前发生的击穿次数无关。但在较高压力和大约 10 MV/m 的电场下（恰好是帕申定律不适用的情况），击穿电压会随着连续闪络次数的增加而升高，直至达到相对稳定的值。这给设计者带来了困境，因为断路器在安装前很少进行预调节，且设备设计旨在避免运行期间放电，所以不会发生火花调节。而可参考的击穿电压值是经过调节的值，因此在使用这些参考值时需谨慎，并留出足够的余量以考虑调节效果。
- 电压波形 ：在非均匀电场中，击穿电压水平会随施加电压的波形而变化。雷电冲击达到的击穿水平最高，其次是操作冲击，然后是工频电压（如图 7.8 所示）。脉冲电