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极不均匀电场的击穿电压的特点?

更新时间:2025-10-23      点击次数:61

极不均匀电场的击穿:

极不均匀场击穿电压的特点:电场不均匀程度对击穿电压的影响减弱(由于电场已经极不均匀),极间距离对击穿电压的影响增大。

这个结果有很大意义,可以选择电场极不均匀的情况,棒-板和棒-棒作为典型电极结构(或尖-板和尖-尖电极结构)。它们的击穿电压具有代表性,当在工程上遇到很多极不均匀的电场时,可以根据这些典型电极的击穿电压数据来做估算。如果电场分布不对称,则可参照棒-板(或尖-板)电极的数据;如果电场分布对称,则可参照棒-棒(或尖-尖)电极的数据。

在直流电压中,极不均匀场中直流击穿电压的极性效应非常明显。同样间隙距离下,不同极性间,击穿电压相差一倍以上。而尖-尖电极的击穿电压介于两种极性尖-板电极的击穿电压之间,这是因为这种电场有两个强场区,同等间隙距离下,电场均匀程度较尖-板电极为好。

而在工频电压下的击穿,无论是棒-棒电极还是棒-板电极,其击穿都发生在正半周峰值附近(对棒-板电极结构,击穿发生在棒电极处于正半周峰值附近),故击穿电压与直流的正极性相近。工频击穿电压的分散性不大,相对标准偏差σ一般不超过2%。当间隙距离太大时,击穿电压基本上与间隙距离呈线性上升的关系;当间隙距离很大时,平均击穿场强明显降低,即击穿电压不再随间隙距离的加大而线性增加,呈现出饱和现象,这一现象对棒板间隙尤为明显。

因此,在电气设备上,希望尽量采用棒棒类对称型的电极结构,而避免棒-板类不对称的电极结构。由于试验时所采用的“棒"或“板"不尽相同,不同实验室的实验曲线会有所不同。这一点在各种电压的空气间隙击穿特性中都存在,使用这些曲线时应注意其试验条件。

在持续作用电压下,电极间距离远小于相应电磁波的波长,所以任一瞬间的这种电场都可以近似作为静电场来考虑。除在很少数情况下可以直接求得解析解外,要想了解局部或整体电场分布的详细情况,主要依靠电场数值计算来求解,应用较多的方法主要有有限元法和模拟电荷法。有限元法在计算封闭场域的电场方面有许多优点,而模拟电荷法在计算开放场域的电场方面应用较多。

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