带电作业中的空气放电现象

空气中流过电流的各种形式统称空气放电。

处于正常状态并隔绝各种外电离因素作用的空气是完全不导电的。由于来自空中的紫外线、宇宙射线及来自地球内部辐射线的作用,通常空气中总有少量带电质点。例如大气中就总存在少量对的正、负离子(气体分子带电后称为离子,根据带正电或负电而相应称为正离子或负离子)。在电场作用下,这些带电质点沿电场力方向运动形成电导电流,所以空气通常并不是理想绝缘介质。由于带电质点极少, 空气的电导极小,仍为优良的绝缘体。

当提高空气间隙上的电压而达一定数值后,电流突然剧增,绝缘性能下降。气体这种由绝缘状态突变为良导电状态的过程,称为击穿。当击穿过程发生在气体与液体或气体与固体的交界面上时,称为沿面闪络(击穿和闪络有时笼统地称为放电)。空气中发生击穿和闪络时除电导突增外,通常带伴随有发光及发声等现象。发生击穿或闪络的最低临界电压称为击穿电压Ub或闪络电压Uf(击穿电压或闪络电压有时也笼统地称为放电电压)。均匀电场中击穿电压与间隙距离之比称为击穿场强Eb,它反映了气体耐受电场作用的能力,故也就是空气的电气强度。不均匀电场中击穿电压与间隙距离之比为平均击穿场强。

常见的气体放电有架空线路上金具、导线和绝缘子等的电晕放电以及各种空气间隙的击穿放电等。带电作业过程中,作业人员往往要在高压设备或高压线路的高电位体附近工作,甚至直接接触高电位。作业人员周围环境就是一个空气绝缘的电场。为了保证作业人员的人身安全,《电力安全工作规程》、《带电作业安全工作规 程》等都对带电作业最小安全距离、组合间隙等有详细规定,目的就是为了防止发生对作业人员不利的空气放电。

影响空气放电的因素很多。例如电场的均匀程度(由电极形状和间隙距离决 定)、间隙上所加电压的波形、湿度、温度等。

同一间隙的临界击穿放电电压大小顺序是:雷电击穿放电电压最高,操作冲击放电电压其次,而工频过电压往往比较低。

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