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沿面放电实验报告

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沿面放电实验报告

发布日期:2018-07-24 00:00 点击:

    实验目的: 掌握沿面放电的基本概念。 研究介质沿面放电的基本现象及影响沿面放电的一些因素。 实验用仪器设备: 800kV无局放工频试验变压器 JJFB-1交流峰值电压表 圆柱形、平板式电极和玻璃板 

实验用详细线路图或其它示意图: 

沿面放电实验接线图.png

图1 沿面放电实验线路图 

电晕刷状滑闪放电实验现象.png

图2 电极布置 

    实验原理及内容: 沿着气体与固体介质的分界面出现的放电现象称为沿面放电。沿面放电发展到贯穿两极,使整个气隙沿面击穿,称为闪络。沿面放电是一种气体放电现象,沿面闪络电压比气体或固体单独存在时的击穿电压都低。 沿面放电与固体介质表面的电场分别有很大关系。固体介质处于电极间电场中的形式,有以下三种典型的类型: 1、固体介质处于均匀电场中,固、气体介质分界面平行于电场线。这种情况在工程上较少遇到,但实际结构中常会遇到介质处于稍不均匀电场中的情况,此时的放电现象与上述均匀电场中的而又很多相似之处。 2、固体介质处于极不均匀电场中,且介质面电场具有弱垂直分量,即电场强度平行于介质表面的分量要比垂直分量要大的多。 3、固体介质处于极不均匀电场中,且介质面电场具有强垂直分量,即电场强度垂直于介质表面的分量要比平行于表面的分量要大的多。 本次沿面放电实验属于上述第3种类型,即固体介质――玻璃处于极不均匀电场中,且介质界面电场具有强垂直分量。其沿面放电过程大致可分为三个放电阶段:a、当所加电压还不高时,圆柱形电极附近首先出现淡蓝色的光环,即出现电晕放电(图3);b、随着所加电压的不断升高,放电区域逐渐变成由许多平行的火花细线组成的光带,即出现辉光放电(图4);c、火花细线的长度随着电压的升高而增大,当电压超过某一临界值后,放电性质发生变化,出现滑闪放电(图5)。当电压再升高一些,放电火花就将到达另一电极,发生沿面闪络。 实验结果的计算及曲线: 图3 电晕放电阶段示意图 图4 辉光放电阶段示意图 图5 滑闪放电阶段示意图 

对实验结果、实验中某些现象的分析讨论: 思考并回答下述问题: 进行高电压实验时为什么要特别注意安全?应采取那些安全措施? 

答:因为高电压实验中所施加的电压都很高,危险性极大,如不特别注意安全,很容易发生事故。所以在试验前,必须预习本次实验内容,现场实验听从指导教师的指挥,严紧乱跑乱动。 

沿面放电共有哪几种类型?各种沿面放电类型有什么特点? 

答:沿面放电可分为以下三种典型的类型: 1)、固体介质处于均匀电场中,固、气体介质分界面平行于电场线。这种情况在工程上较少遇到,但实际结构中常会遇到介质处于稍不均匀电场中的情况,此时的放电现象与上述均匀电场中的而又很多相似之处。 2)、固体介质处于极不均匀电场中,且介质面电场具有弱垂直分量,即电场强度平行于介质表面的分量要比垂直分量要大的多。 3)、固体介质处于极不均匀电场中,且介质面电场具有强垂直分量,即电场强度垂直于介质表面的分量要比平行于表面的分量要大的多。 

本次实验的沿面放电属于哪一种放电类型? 

答:本次实验的沿面放电属于上题中的第3种类型,固体介质处于极不均匀电场中,且介质面电场具有强垂直分量,即电场强度垂直于介质表面的分量要比平行于表面的分量要大的多。 

本次实验的沿面放电过程中经历了哪几个阶段?每个阶段各有什么放电特点? 

答:本次实验的沿面放电过程经历了三个放电阶段:a、当所加电压还不高时,圆柱形电极附近首先出现淡蓝色的光环,即出现电晕放电;b、随着所加电压的不断升高,放电区域逐渐变成由许多平行的火花细线组成的光带,即出现辉光放电;c、火花细线的长度随着电压的升高而增大,当电压超过某一临界值后,放电性质发生变化,出现滑闪放电。当电压再升高一些,放电火花就将到达另一电极,发生沿面闪络。

 提高沿面闪络电压的方法有哪些? 

答:提高沿面闪络电压的方法有很多,主要方法如下: 1)、采用屏蔽或屏障,使沿固体介质表面的电位分布均匀化。 2)、减小比表面电容,减小固体表面电阻率。 3)、消除绝缘体与电极接触面处的缝隙。 4)、改善高压电极形状,使其曲率半径增大。 


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