[发明专利]一种SF6

说明书

本发明公开了一种SF₆气体临界击穿场强计算方法，适用于突出物电极间的电场，包括：采用预设的公式，计算突出物尖端首电子产生阶段的临界电场强度；根据SF₆气体有效电离系数和电极突出物电场强度，计算得到流注初始阶段的临界电场强度；采用预设的阶段先导发展模型，计算最小临界击穿场强及最大临界击穿场强，作为先导发展至击穿阶段的临界电场强度；根据所述首电子产生阶段的临界电场强度、流注初始阶段临界电场强度以及先导发展至击穿阶段的临界电场强度相叠加，确定SF₆气体综合临界击穿电场强度，能有效解决现有技术中对不同突出物电极结构下SF₆气体放电击穿特性研究的问题。

技术领域

本发明涉及高电压绝缘技术领域，尤其涉及一种SF₆气体临界击穿场强计算方法。

背景技术

SF₆气体在电力绝缘设备中的应用已经非常广泛，研究SF₆气体放电击穿特性对于计算多种电极结构下SF₆气体临界击穿场强具有重要意义。目前在SF₆气体击穿特性方面的研究，研究者大多都侧重于以两平行平板电极结构为代表的均匀电场和以针-板电极结构为代表的强不均匀电场。对于研究均匀电场以及极不均匀电场，有助于深入理解无预击穿局部放电条件下气体放电的基本特性和击穿过程。

目前，研究者研究了施加冲击电压下SF₆气体击穿机理和施加工频交流与直流电压下SF₆气体击穿过程，但是在实际可压缩气体绝缘系统中，例如气体绝缘开关(GasIsolated Switchgear)，其在实际运行条件中电极表面并不是理想平整光滑的，可能存在小尺寸的颗粒污染(毫米量级)和表面的不平整度(10-100)，因此其内部的电场强度分布呈现弱不均匀电场分布特性。间隙中最大电场强度与最小电场强度之比在2到3之间，在计算上可以将此结构模型理想化为小尺寸的突出物电极嵌入在均匀场强之中。此类不同突出物电极结构与两平板电极结构均匀场或针-板电极结构不均匀场场强分布不尽相同，因此在研究对于不同突出物电极结构中SF₆气体放电击穿特性与已有的研究存在一定的区别。

发明内容

本发明实施例提供一种SF₆气体临界击穿场强计算方法，能有效解决现有技术对不同突出物电极结构下SF₆气体放电击穿特性研究的问题，为研究无预击穿局部放电条件下气体放电的基本特性和击穿过程提供了一种有效方法。

本发明一实施例提供一种SF₆气体临界击穿场强计算方法，适用于突出物电极间的电场，包括：

采用预设的公式，计算突出物尖端首电子产生阶段的临界电场强度；

根据SF₆气体有效电离系数和电极突出物电场强度，计算得到流注初始阶段的临界电场强度；

采用预设的阶段先导发展模型，计算最小临界击穿场强及最大临界击穿场强，作为先导发展至击穿阶段的临界电场强度；

根据所述首电子产生阶段的临界电场强度、流注初始阶段临界电场强度以及先导发展至击穿阶段的临界电场强度相叠加，确定SF₆气体综合临界击穿电场强度。

作为上述方案的改进，所述采用预设的公式，计算突出物尖端首电子产生阶段的临界电场强度，具体为：

计算在碰撞区域的解电离过程中的首电子产生阶段首电子产生的统计时间；

根据计算得到的首电子产生的统计时间，采用Fowler-Nordheim公式，确定所述首电子产生阶段的临界电场强度。

作为上述方案的改进，所述方法还包括：

按照以下公式计算临界体积内的电子分离率：