了解大气条件对气隙击穿电压的影响

一、大气校正因数

空气间隙的击穿电压以及电气设备外绝缘的闪络电压都与大气压力、温度、湿度等大气条件有关。为了比较不同大气条件下的放电电压，我国国家标准规定了标准大气条件：温度t₀=20℃，压力P₀=101.3kPa，绝对湿度h₀=1lg/m³。规程规定的试验电压均为标准大气条件下的数值。

试验表明，大气中空气间隙的击穿电压和绝缘子的闪络电压随空气密度的增大而提高，这是由于空气密度增大时电子的平均自由行程缩短，运动中所积累的动能较小，不易造成碰撞游离所致。

湿度对放电电压的影响比较复杂。湿度增大时，空气中所含的水分子增加，由于水分子的电负性较大，容易捕获自由电子形成负离子，使其游离能力下降，所以间隙的击穿电压包括绝缘子的闪络电压随湿度的增大而增大。但当空气的绝对湿度很高，在固体绝缘表面出现凝露现象时，沿固体绝缘表面的闪络电压将随湿度的增大而降低。在均匀电场或稍不均匀电场间隙中，空气的放电电压随湿度的增加而增大的程度很小，可以忽略不计。但湿度对极不均匀电场的放电过程有较明显的影响，应进行湿度的校正。

利用校正因数可以将标准大气条件下的放电电压与试验条件下的放电电压进行相互换算。试验时的放电电压U与标准大气条件下的放电电压U₀间的换算关系为

U=K_tU₀   (TYBZ01402010-1)

式中K_t——大气校正因数，其值为空气密度校正因数K₁与空气湿度校正因数K₂的乘积。

1.空气密度校正因数K₁

空气密度校正因数K₁取决于相对空气密度δ，其表达式如下

K₁=δ^m                        (TYBZ01402010-2)

当大气压力为p(kPa)、温度为t(℃)时，相对空气密度为

       (TYBZ01402010-3)

2.湿度校正因数K₂

   K₂=K^w                           （TYBZ01402010-4）

K为系数，其值取决于试验电压的种类，且为绝对湿度h与相对空气密度δ的比率h/δ的函数，可用图TYBZ01402010-1的曲线近似求取。

3.指数m和W

m和W的近似值由图TYBZ01402010-2求取，图中引入参数g，其计算式如下

  （TYBZ01402010-5)

式中 U_b ——实际大气条件下50%破坏性放电电压的测量值或估算值，kV，耐受电压试验时可假定为1.1倍试验电压值；

L——试品最小放电路径，m；

δ、K——实际的空气相对密度及湿度校正因数式中的参数。

二、海拔高度的影响

随着海拔高度增加，大气压力下降，空气密度减小，因此电气设备外绝缘的放电电压也随之下降。在海拔1000～4000m的范围内，海拔每升高100m，绝缘强度约降1%?？悸堑秸庖坏?，对拟用于海拔高于1000m，但不超过4000m 处的设备外绝缘及干式变压器的绝缘，在平原地区进行试验时，其试验电压应为标准大气条件下的试验电压U₀乘以海拔校正系数K_a，即

          (TYBZ01402010-6)

式中  H——设备安装地点的海拔高度，m。

例 拟用于海拔H为3500m高原地区的10kV变电站的母线支柱绝缘子，平原地区的制造厂在标准大气条件下对其进行1min干工频耐压试验时，试验电压应为多少？

解：10kV母线支柱绝缘子的Imin干工频耐受电压U₀为42kV，则在平原地区进行1min干工频耐受电压试验时，其试验电压应为