气间隙放电特性的海拔修正比较研究

5大气条件对气隙击穿特性的影响及校正

电子崩 — 流注 — 先导 — 主放电（击穿）
前面介绍的不同气隙在各种电压下的击穿特性均对应于标准大气条件和正常海拔高度。
由于大气的压力、温度、湿度等条件都会影响空气的密度、电子自由行程长度、碰撞电离及附着过程，所以也必然会影响气隙的击穿电压。
海拔高度的影响亦与此类似，因为随着海拔高度的增加，空气的压力和密度均下降。
验电压U应为平原地区外绝缘的试验电压Up乘以海拔校正因数足Ka即：
U KaU p
而：
Ka

1.1
1 H 104
式中H 为安装点的海拔高度，单位是m。
➢ 更长的空气间隙：击穿电压与大气条件变化的关系，并不是一种简单的线性关系，而是随电极形状、电压类型和气隙长度而变化的复杂关系。
除了在气隙长度不大、电场也比较均匀或长度虽大、但击穿电压仍随气隙长度呈线性增大(如雷电冲击电压)的情况下，上式仍可适用外，其他情况下的空气密度校正因数应按下式求取：
1、极间距离相同的正、负极性“棒—板”气隙在自持放电前、后气体放电的差异
自持放电前的阶段（电晕放电阶段）
➢ 正极性“棒—板”：因棒极带正电位，电子崩中的电子迅速进入棒极，正离子暂留在棒极附近，这些空间电荷消弱了棒极附近的电场而加强了外部空间的电场，阻止了棒极附近流注的形成，使得电晕起始电压有所提高
Kd

p p0
m

273 t0 273 t
n

式中指数m，n与电极形状、气隙长度、电压类型及其极性有关，其值在0.4～1.0的范围内变化,具体取值国家标准中有规定。
二、对湿度的校正
大气中所含的水气分子能俘获自由电子而形成负离子，这对气体中的放电过程显然起着抑制作用，可见大气的湿度越大，气隙的击穿电压也会增高。

干式变压器绝缘气隙放电特性研究

干式变压器绝缘气隙放电特性研究摘要：在电力系统当中，变压器是非常重要的组成部分。

当前矿用干式变压器是煤矿井下供电系统发展的过程中的一个重要组成部分，其可靠性和安全性具有非常重要的意义。

在矿用干式变压器绕组绝缘系统当中，绝缘纸是非常重要的一个组成部分，在矿用干式变压器运行的时候，绝缘纸往往会产生磕碰的情况而导致气隙缺陷，如果绕组匝间绝缘产生气隙，会因为电场没有均匀分布，而出现气隙放电的问题，本文重点对干式变压器绝缘器放电的特性进行分析和研究，以供参考。

关键词：干式变压器；绝缘气隙；放电；特性1 试验设计1.1 局部放电测试电路图1显示的是局部放电测试电路，主要是由检测电路、保护电路以及电源电路三个部分组成的，Ev是一个电压表，主要是对获取的电压信号进行显示，T是一个无局部放电交直流试验变压器，主要作用在于转换调压器输出电压为高压，在高压电极当中用于提供电源，C是一个耦合电容，主要作用在于进行局部放电脉冲和电压同步信号的输出，Rp是一个保护电阻，可以防止击穿的过程中电流过大而将变压器损坏，D是一个高频电流传感器，可以将局部放电的脉冲信号获取，示波器使用的是高精度的示波器，型号为LecroyHDO6104。

1.2试验电极模型依照国家相关规定要求进行电极尺寸的设置，并且与矿用干式变压器绕组的绝缘结构相结合，进行了气隙放电模型的设置，电极模型的材料主要是黄铜，在设置高低压电极的过程中使用的是圆柱形电极，电极边缘的位置设置了三毫米的倒角，主要是避免电场强度较大而出现电晕放电等情况。

图1 局部放电试验电路图2 试验方法在此次研究的过程中主要通过恒压法来进行气隙放电加压，选择电压值是否合理直接影响所采集数据的准确性以及局部放电的发展过程，如果试验的过程中电压较低，可能会造成局部放电的过程中出现发展缓慢等问题，如果长期处于加压的状态下，也无法有效击穿，在试验的过程中，如果电压过高，可能会造成局部放电的速度较快，无法对局部放电发展过程的各个部分进行有效的数据采集，可能会造成电极边缘的电压较高，出现击穿等情况，产生电晕放电等问题。

海拔2500 m地区±800 k V特高压阀厅空气间隙操作冲击放电特性

海拔2500 m地区±800 k V特高压阀厅空气间隙操作冲击
放电特性
马旭东;包正红;耿江海;张成磊;李渊;丁玉剑;蒋玲;王生富
【期刊名称】《电力电容器与无功补偿》
【年(卷),期】2024(45)3
【摘要】为准确获得2 500 m海拔以上的±800 kV特高压直流工程送端阀厅的内部设计尺寸(汉语是半句话,用句号不太合适,请作者检查)。

本文在2 500 m海拔的西宁高海拔试验基地,采用升降法开展了相间和相对地间隙的放电特性试验,得到了典型间隙的操作冲击放电电压U50,并给出了放电电压与间隙距离的拟合公式。

试验结果表明:空气间隙类型决定其放电特性曲线的增长率的不同,电极上均压球电极曲率半径的增大可以显著提高间隙的操作耐受能力,而针对同一种空气间隙来说,正向操作冲击电压施加的电极部位不同会直接导致放电特性曲线的不同。

【总页数】10页(P88-97)
【作者】马旭东;包正红;耿江海;张成磊;李渊;丁玉剑;蒋玲;王生富
【作者单位】国网青海省电力公司电力科学研究院;青海省高海拔电力研究重点实验室;华北电力大学;中国电力科学研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM7
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±500kV同塔双回线路杆塔空气间隙操作冲击放电特性试验研究

摘要：在海拔２１０ｍ和５００ｍ地区对￣０Ｖ同塔双回线路杆塔空气间隙的操作冲击放电特性进行试验研究，在实验５０ｋ
条件下，获得了上、下层间隙的５％放电电压曲线，验证了下横担的存在对上层空气间隙的操作冲击放电特性无明显０
ｕｅｉａｐｐｒａｒｇｐ．Ｂｙｏｐｒｎｈｘｒｍｅｔｌｒｓｔｔｔｓｌｉｕｓｎａｔｔｅｃｒｃｉｎｍｅｈｎｄｅｉｓｏｆｃｒｅｔｏｃｍａｉｇｔｅｅｐｅｉｎａｅｕｌｓａｈｅｅａｔｔｄｅ，ａｌｉｕｄｏｒｅｔｏｔｏｄａａｓｒｅｏｒｃｉｎ
中图分类号：Ｔ５Ｍ８２
文献标志码：Ａ
±５０ｋ同塔双回线路杆塔空气间隙０Ｖ
操作冲击放电特性试验研究
赵林杰，黎小林，孙昭英，李锐海，吕金壮，赵宇明，丁玉剑
（．南方电网科学研究院，广州５０８；２中国电力科学研究院，北京１０９１１００．０１２）
ｅｐｒｎａｌｔｄｅｔｈｌｔｄｓｏ０ｍｎ０ｍ．ｅｃｒｅｆ５％ｆｓｏｅｏｔｇｖｒｔｅｕｐｒａｄｌｗｅｉｇｐｘｅｉｍｅｔｌｓｕｉｄａｅａｔｕｅｆ２１ａｄ５Ｔｈｕｖｓｏ０ｌｈｖｒｖｌｅｏｅｐｅｎｏｒａｒａｓｙｔｉ０ａａｈｗｅｅｇｉｅ，ｎｓｖｒｆｄｔａｅｌｗｅｒｏｅｔｗｅｉｅｅｌｉｌｎｅｃｎｔｅｆｓｏｅｈｒｃｅｉｉｓａｈｒａｎｄａｄｉｗａｅｉｅｈｔｔｏｒａｍｆｔｏｒｇｖｓａｎｇｉｂｅｉｆｕｎｅｏｈｌｈｖｒｃａａｔｒｓｃｔｅｔｉｈｈｇａｔｔ

两种湿度下特高压尺度真型工程间隙操作冲击放电试验观测

两种湿度下特高压尺度真型工程间隙操作冲击放电试验观测刘昌;周旋;庄池杰;刘磊;曾嵘【摘要】合理确定输电线路的空气间隙距离是特高压输电工程外绝缘设计的主要问题之一.搭建一套长间隙放电过程同步观测系统,并分别在位于北京与武汉的特高压试验基地开展真型工程间隙(6.7m的导线-杆塔间隙、10m的导线-导线相间间隙)操作冲击放电试验.试验结果表明:在北京地区秋冬季节绝对湿度较低,先导放电趋于连续、稳定发展,先导发展的一维平均速度较小,不同工况下平均值在1.6～2.1cm/μs之间,且速度波动很小.当绝对湿度较大时,先导放电趋于不连续、重燃发展,速度较大,不同工况下平均值范围为4.5～6.5cm/μs,且波动程度很大.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2019(034)010【总页数】8页(P2239-2246)【关键词】特高压;空气间隙放电;先导;重燃【作者】刘昌;周旋;庄池杰;刘磊;曾嵘【作者单位】华南理工大学电力学院广州 510640;中国南方电网有限责任公司广州 510663;电力系统国家重点实验室清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084;电力系统国家重点实验室清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084;南方电网科学研究院广州 510663;电力系统国家重点实验室清华大学电机工程与应用电子技术系北京 100084【正文语种】中文【中图分类】TM83为解决远距离、大容量的电能输送问题，近年来，我国多项特高压交、直流（UHVAC、UHVDC）输电工程已投入建设或运行，截至2016年12月，已建成的特高压输电线路共计11条（“六交五直”）。

空气是特高压架空输电线路的最主要绝缘介质，间隙距离可达数米至数十米，合理确定空气间隙（如导线-杆塔间隙、导线-导线相间间隙等）的距离是输电线路外绝缘设计中的一项重要任务。

这对长空气间隙放电的特性与机理研究提出了需求[1-5]。

环境条件主要指气压、湿度，对空气间隙的放电过程与击穿特性具有一定影响。

成套设备在高海拔条件下的修正

广州广高高压有限公司工作指导文件编制/日期：审核/日期：批准日期：部门技质部编号 YD/QJ4.16 版本号 2.0 日期 2006.01.01 共1页第1页1 范围只适用于在海拔2000m 以上安装使用的高低压成套开关和控制设备2 在正常使用条件下（海拔2000m 以下）：2.1低压成套开关和控制设备：电气间隙：水平母线、垂直母线、分支母线和主电路接插件带电部件之间及其与接地金属构件之间不小于12mm ；功能单元中带电部件、不同极性的裸露带电部件之间不小于8mm ；裸露带电部件对接地金属件间不小于10mm 。

爬电距离：水平母线、分支母线和带电部件之间及其与接地金属构件之间不小于12.5mm ；功能单元中带电部件、不同极性的裸露带电部件之间不小于10mm ；裸露带电部件对接地金属件间不小于12.5mm 。

2.2 高压成套开关和控制设备：电气间隙：水平母线、垂直母线、分支母线和主电路接插件带电部件之间及其与接地金属构件之间不小于125mm ；功能单元中带电部件、不同极性的裸露带电部件之间不小于125mm ；裸露带电部件对接地金属件间不小于125mm 。

爬电距离：水平母线、分支母线和带电部件之间及其与接地金属构件之间不小于215mm ；功能单元中带电部件、不同极性的裸露带电部件之间不小于10mm ；裸露带电部件对接地金属件间不小于215mm 。

3 在海拔2000m 以上，电气间隙、爬电距离按以下规则进行修正：海拔每上升100m ，电气间隙、爬电距离增加1%进行修正。

4 高海拔地区的产品在低海拔地区试验时，试验电压应提高，其试验电压为标准规定值乘以修正系数：H ：高压电器安装地点的海拔 1000 < H < 350010000/H 1.11x -=。

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高海拔模拟条件下电气间隙和爬电距离工频放电电压研究吴炳卫; 孔晓龙; 刘勤实; 段姝绮; 白雪; 沈宗丞【期刊名称】《《环境技术》》【年(卷),期】2019(037)005【总页数】4页(P20-22,33)【关键词】模拟环境条件; 空气间隙和爬电距离; 放电电压【作者】吴炳卫; 孔晓龙; 刘勤实; 段姝绮; 白雪; 沈宗丞【作者单位】昆明高海拔电器检测有限公司昆明电器科学研究所昆明 650221【正文语种】中文【中图分类】TM411引言我国系高原大国，地势西高东低，海拔高度1000 m以上地区占整个国土面积的60 %以上，其中海拔2000 m以上地区占国土面积的33 %，我国高原地区大部分集中在西部，如云贵高原、青藏高原、陕甘黄土高原等[1]。

高原地区气候环境条件的特点是：气压低、气温偏低、日温差大、绝对湿度低、太阳辐射照度强，太阳辐射照度随海拔升高而增加，紫外线辐射照度增加尤其显著，约每升高1000 m增加35 %[1]。

GB/T 20626.1-2017《特殊环境条件高原电工电子产品第 1 部分: 通用技术要求》[2]中明确写到：高原环境下对电工电子产品绝缘强度的影响是由于空气介电强度、冷却效应以及弧隙空气介质恢复强度降低，导致产品空气绝缘耐压降低。

GB/T 11022-2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》中明确规定［5］，常规产品的使用海拔高度不超过1000 m，超过1000 m以上地区的产品要单独进行设计和验证。

GB/T 20626.2-2006《特殊环境条件高原用高压电器技术要求》中［3］，就明确提出高原环境条件对高压电器在温升、绝缘、密封（对于充气柜）等方面有较大影响，需要特殊设计。

1 研究实验内容1.1 试验设备气压的模拟是在高海拔人工气候模拟实验室进行，直径10.5 m，高度12 m，可以模拟海拔高度0 m～7000 m、温度和湿度可控。

工频耐压设备容量300 kVA，输出电压（0～300）kV。

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阀厅空气间隙净距的选择已经成为特高压直流输电工程设计中的关键问题之一[1]。

近年来，国网电力科学研究院联合国内其他几家单位先后进行了不同电压等级输电线路以及变电站高海拔地区外绝缘空气间隙放电特性研究，提出了高海拔地区绝缘子、空气间隙和电气设备外绝缘选择的方法、计算公式和具体建议等，均已被工程釆用[2]。

八十年代中期，国网武汉高压研究所联合国内几家中试所(云南、青海、西藏)以及高等院校(清华大学、西安交通大学、重庆大学)在不同海拔实验室：武汉(海拔23 m)、成都(海拔506 m)、贵阳(海拔1 040 m)、昆明(海拔1 890 m)、西宁(海拔2 300 m)进行不同间隙结构以及绝缘子的外绝缘破坏性放电的比对试验，获得了不同大气参数下的宝贵数据，对高海拔外绝缘设计起到一定积极作用。

但由于受到试验条件限制并考虑到当时绝缘水平的实际需求，故选取的空气间隙及绝缘子串较短，间隙类型也较单一[3，4]。

随着间隙的增加，海拔修正因数与放电电压，特别是操作冲击放电电压的大小关系紧密，因此对于长间隙的放电特性以及海拔高度、大气条件对放电电压的影响还有待于进一步研究。