伏秒特性表征间隙在冲击电压下的击穿特性

一、气隙伏秒特性

1. 伏秒特性的概念

在冲击电压作用下，间隙的击穿需要考虑放电时延，即间隙的击穿电压与冲击电压波的波形有很大的关系，仅用U_50%来表征间隙的冲击击穿特性是不够的。所以在工程上还用伏秒特性表征间隙在冲击电压下的击穿特性。

对于一定的冲击电压波形，间隙的击穿电压值与击穿时间的关系曲线称为伏秒特性。

2.不同电场分布下伏秒特性的特点

间隙的伏秒特性曲线形状与间隙中的电场分布有关。在均匀电场和稍不均匀电场中，由于击穿时的平均场强较高，放电发展较快，放电时延短，间隙的伏秒特性曲线较平坦，仅在放电时间极短时，曲线略向上翘。

在极不均匀电场中，间隙平均击穿场强较低，放电时延较长，放电分散性大，伏秒特性曲线比较陡，并且电场越不均匀，伏秒特性曲线越陡。

二、确定伏秒特性的方法

间隙的伏秒特性可通过实验的方法求取，如图TYBZ01402009-1所示。实验过程中，保持冲击电压的波形不变，逐渐升高电压幅值使气隙击穿，从示波器图中读取击穿电压U与击穿时间t。

电压值较低时，放电时延长，击穿发生在波尾。因在击穿过程中，电压幅值已对间隙的击穿产生影响，所以，应以该电压幅值为纵坐标，以击穿时间为横坐标得到点“1"。同理可得点“2"。电压幅值较高时，放电时延缩短，击穿发生在波头部分，以击穿时刻的电压值为纵坐标，以击穿时间为横坐标，可得点“3"。将相应的点连接起来，就可画出伏秒特性曲线。

由于放电时延具有分散性，即同一间隙在同一电压幅值作用下可以得到一系列击穿时间，所以伏秒特性曲线实际上是以上、下包线为界的带状区域，如图TYBZ01402009-2所示。

如无特别说明，伏秒特性一般指用标准波形作出。

三、伏秒特性在绝缘配合中的应用

工程上伏秒特性曲线用来表征气隙的冲击击穿特性，在绝缘配合中伏秒特性具有重要义。如果一个电压同时作用在两个并联的气体间隙S₁和S₂上，当其中一个气隙先被击穿时，则电压波被短接，另一个问隙就不会再击穿了。如图TYBZ01402009-3所示，S₂始终处于S₁的下方，在任何情况下，S₂都比S₁先被击穿。这个原则如用于保护装置(如避雷器)和被保护设备(如变压器)，就是S₂保护S₁。由于电气设备的伏秒特性曲线通常较平坦，为了得到较理想的绝缘配合，希望保护设备的伏秒特性曲线平坦一些。