第七节 放电时间和冲击电压下的气隙击穿 Ø 放电时间 Ø 冲击电压波形的标准化 Ø 冲击电压下气隙的击穿特性 一、放电时间 Ø足够大的电场强度或足够高的电压 Ø在气隙中存在能引起电子崩并导致流注和主放电的有效电子 Ø需要有一定的时间，让放电得以逐步发展并完成击穿完成气隙击穿的三个必备条件：完成击穿所需放电时间是很短的（微秒级）： Ø 直流电压、工频交流等持续作用的电压，满足上述第三个条件不成问题； Ø 当所加电压变化速度很快、作用时间很短的冲击电压，因有效作用时间短，以微秒计，此时放电时间就变成一个重要因素t1－气隙在持续电压下的击穿电压为Us，为所加电压从0上升到Us的时间； ts－从t1开始到气隙中出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延ts； 图1-14 放电时间的组成 tf－出现有效电子后，引起碰撞电离，形成电子崩，发展到流注和主放电，最后完成气隙的击穿这个过程需要的时间称为放电形成时延tf 图1-14 放电时间的组成 放电时间的组成： 总放电时间 tb=t1+ts+tf 后面两个分量之和称为放电时延 tlag=ts+tf图1-14 放电时间的组成 放电时间tb和tlag放电时延的长短都与所加电压的幅值U有关，总的趋势是U越高，放电过程发展的越快，tb和tlag越短。
tb和tf都具有统计性二 冲击电压波形的标准化 （一）标准雷电冲击电压波 标准雷电冲击电压如下图所示：T1－视在波前时间； T2－视在半峰值时间；Um－冲击电压峰值IEC和国标的规定为： T1＝1.2 μs± 30％ T2＝50 μs± 20％ 一般写为1.2/50 μs，有国家为1.5/40 μs（二）标准雷电截波 用来模拟雷电过电压引起气隙击穿或外绝缘闪 络后所出现的截尾冲击波，如图所示图1-16 雷电截波 T1－波前时间； Tc－截断时间 IEC和国标规定为： T1＝1.2μs±30％ Tc =2～5μs（三）标准操作冲击电压波 图1-17 操作冲击试验电压波形（a）非周期性双指数冲击波；（b）衰减振荡波Tcr－波前时间； T2－半峰值时间； Um－冲击电压峰值IEC和国标规定为： Tcr＝250μs±20％ T2＝2500μs±60％三、冲击电压下气隙的击穿特性（一）50％冲击击穿电压（ U50% ） 在工程实际中广泛采用击穿百分比为50％时的电压 （ U50% ）来表征气隙的冲击击穿特性。
实际中，施加 10次电压中有4-6次击穿了，这一电压即可认为是50％ 冲击击穿电压U50%与Ur静态击穿电压的比值称为冲击系数β，Ø均匀和稍不均匀电场下，β ≈ 1; Ø极不均匀电场中,β > 1，冲击击穿电压的分散性也较大，其标准偏差可取3％二）伏秒特性冲击击穿特性最 好用电压和时间两个 参量来表示，这种在 “电压－时间”坐标 平面上形成的曲线， 通常称为伏秒特性曲 线，它表示该气隙的 冲击击穿电压与放电 时间的关系图1-18 伏秒特性曲线的绘制方法示意图 实际的伏秒特性曲线如图1-19所示，是一个以上、下包线为界的带状区域通常取50％伏秒特性或平均伏秒特性曲线来表征一个气隙的冲击击穿特性图1-19 伏秒特性带与50％伏秒特性1－上包线； 2－50％伏秒特性； 3－下包线随着时间的延伸，一切气隙的伏秒特性都趋于平坦，但特性曲线变平的时间却与气隙的电场形式有较大关系： 如图所示：均匀或稍不均匀电场的放电时延（间）短，因而其伏秒特性很快就变平了（例如1μs处）；图1-20 均匀电场和不均匀电场气隙的 伏秒特性比较 1－均匀电场； 2－不均匀电场而极不均匀电场的放电时延（间）较长，因而其伏秒特性到达变平点的时间也就较长。
图1-20 均匀电场和不均匀电场气隙的 伏秒特性比较 1－均匀电场； 2－不均匀电场小 结 （本节完）Ø 放电时间的组成为：tb=t1+ts+tf Ø 冲击电压波形的标准化 o标准雷电冲击电压波 o标准雷电截波 o标准操作冲击电压波 Ø 冲击电压下气隙的击穿特性 o采用击穿百分比为50％时的电压来表征气隙 的冲击击穿特性； o伏秒特性表征气隙的冲击击穿电压与放电时 间的关系。