空气间隙击穿电压

对均匀电场，只有间隙距离不太大时的试验数据。试验结果表明：各种电压(直流、工频、操作冲击、雷电冲击电压)下的50%击穿电压实际上都相同，击穿电压的分散性较小。

在稍不均匀电场中，直到击穿为止不发生电晕，各种电压下的50%击穿电压实际上都相同，击穿电压的分散性也不大。当电场分布不对称时，具有不很明显的极性效应，负极性时空气间隙的击穿电压稍低于正极性时击穿电压。稍不均匀电场中，空气间隙的击穿电压与电场的不均匀程度有关，电场分布越是趋于均匀，同样间隙距离时的击穿电压就越高，其极限就是均匀电场中的击穿电压。可近似认为：稍不均匀电场中的最大场强达到30kV/cm时，间隙将击穿。此时，击穿电压的估算公式为U₅₀=30d/f，kV。式中d为间隙距离，cm;f为电场不均匀系数，是最大场强与平均场强之比。

以空气作为电介质的电极之间的间隙发生击穿时的电压。由于气体放电理论还不完善，空气间隙的击穿电压无法精确计算，实用上大多是通过试验来确定或用经验公式近似地估算。空气间隙的击穿电压与电场分布、间隙距离、电压种类及空气状态等有关。

对于非对称分布的电场，在直流、操作冲击或雷电冲击电压下，当最大场强所在电极为正极性(电极的电位比其他电极的电位高时为正极性)时空气间隙的击穿电压与该电极为负极性时的不同。这种效应称为极性效应。

与均匀及稍不均匀电场不同，在极不均匀电场中，各种电压下空气间隙击穿电压的差别比较明显，分散性也较大。当电场分布不对称时，极性效应显著，正极性时空气间隙的击穿电压低于负极性击穿电压。通常选择棒-板电极和棒-棒电极作为典型电极，分别代表了不对称分布和对称分布极不均匀电场的极端情况。在没有合适的试验数据可供使用时，可参照棒-板或棒-棒间隙的试验数据来近似估计极不均匀电场空气间隙的击穿电压。间隙距离相同时，棒电极为正极性的棒-板间隙的击穿电压比棒为负极性时低得多，而棒-棒间隙的击穿电压介于两者之间。

(1)直流电压下的击穿电压：试验表明，在间隙距离小于3m时，击穿电压与间隙距离呈线性关系。对棒-板电极，棒为正极性时，平均击穿场强为4.5kV/cm;棒为负极性时约为10kV/cm。对棒-棒电极，平均击穿场强约为4.8～5.0kV/cm。

(2)工频电压下的击穿电压：棒-板电极间施加工频电压时，击穿总是在棒的极性为正、电压达到峰值时发生。图1所示为空气间隙的工频击穿电压U₅₀与间隙距离d的关系。随着d的增加，U₅₀的增加逐渐趋于缓慢，即具有饱和现象。击穿电压的标准差σ约为U₅₀的3%。 2100433B

使电介质击穿的电压。电介质在足够强的电场作用下将失去其介电性能成为导体,称为电介质击穿,所对应的电压称为击穿电压。电介质击穿时的电场强度叫击穿场强。不同电介质在相同温度下,其击穿场强不同。当电容器介质和两极板的距离d一定后,由U1-U2=Ed知,击穿场强决定了击穿电压。击穿场强通常又称为电介质的介电强度。提高电容器的耐压能力起关键作用的是电介质的介电强度。附表为各种电介质的相对介电常量εr和介电强度。

电介质 εr 击穿场强,×106/(V·m-1)

击穿电压是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的介质将被击穿．额定电压是电容器长期工作时所能承受的电压，它比击穿电压要低．电容器在不高于击穿电压下工作都是安全可靠的，不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的。

在均匀电场(见不均匀电场)的间隙中，工频击穿电压和直流击穿电压相等。在极不均匀电场的间隙中（如棒－板间隙），击穿总是发生在棒电极处于正极性的状态，因而交流击穿电压幅值与正极性棒对负极性板间隙的直流击穿电压相近。棒－板空气间隙的交流平均击穿场强为Eа≈4.8kV/cm，与上述E 很接近。为提供高电压输电线或变电所空气间隙距离的设计依据，近年来很多人研究长空气间隙的工频击穿电压(见长间隙击穿)。这些试验是在室内进行的，后来由户外试验说明，并未出现“饱和”现象。“饱和”现象是由于试验室墙的影响引起的。进行长间隙的试验需要很大的试验室，投资很多。因此许多人在研究用理论模型计算或试验模拟来代替实际尺寸的试验。

工频电压击穿的测试仪器--工频电压击穿试验仪是满足GB1408-2006 绝缘材料电气强度试验方法，GB/T1695-2005硫化橡胶工频电压击穿强度和耐电压强度试验 GB/T3333 电览纸工频电压击穿试验方法 HG/T 3330绝缘漆漆膜击穿强度测定法 GB12656 电容器纸工频电压击穿试验方法及ASTM D149 标准要求设计制造的.主要适用于固体绝缘材料如：塑料、薄膜、树脂、云母、陶瓷、玻璃、绝缘漆等介质在工频电压或直流电压下击穿强度和耐电压时间的测试。.

对云母的击穿电压试验具体为取符合标准的云母片10片以上，在每片中心处进行一次击穿试验。然后取试验结果的算术平均值，作为平均击穿电压（千伏）。

试验条件：温度20-4-5℃，频率50赫，平稳升高电压，电极为铜或黄铜，直径为10毫米。工业上对不同厚度（微米）的白云母、金云母击穿电压（千伏）平均值及最低值都有具体的要求。2100433B