1.2.4 大氣條件對氣體擊穿的影響

大氣中間隙的放電電壓隨空氣密度的增大而提高，這是因為空氣密度增大時，電子的平均自由行程縮短，使電離過程削弱的緣故。而對于空氣濕度來說，在極不均勻電場中，空氣中的水分能使間隙的擊穿電壓有所提高，這是因為水分子具有弱電負性，容易吸附電子使其形成負離子的緣故。但濕度對均勻電場間隙擊穿的影響很小，因為均勻場間隙在擊穿前各處的場強都很高，即各處電子運動速度都很高，不易被水分子捕獲而形成負離子。所以，在均勻場或稍不均勻場間隙中，通常對濕度的影響可忽略不計。本節(jié)中討論濕度對放電的影響是指空氣中水汽分子的影響，當空氣的相對濕度很高而在固體絕緣表面發(fā)生凝露時，情況就不同了。這種情況下電場分布會發(fā)生畸變，因而導致氣隙擊穿電壓或沿固體絕緣表面的閃絡(luò)電壓下降。

1.濕度校正因數(shù)和空氣密度校正因數(shù)

根據(jù)我國國家標準，在不同大氣狀態(tài)下，外絕緣的放電電壓可按如下公式校正：

式中 U_s——標準大氣狀態(tài)下（氣壓為0.1013MPa，溫度為20℃，絕對濕度為11g/cm3）外絕緣放電電壓；

U——實際大氣狀態(tài)下外絕緣放電電壓；

K_d——空氣密度校正因數(shù)；

K_h——濕度校正因數(shù)。

顯然，大氣狀態(tài)不同時，外絕緣試驗電壓也應(yīng)該按照式（1-68）換算。空氣密度校正因數(shù)K_d為

式中 P——試驗條件下的氣壓（Pa）；

t——試驗條件下的氣溫（℃）；

P_s、t_s——標準狀態(tài)下的氣壓和氣溫。

濕度校正因數(shù)K_h為

式中 k——絕對濕度的函數(shù)，根據(jù)外施電壓形式不同而采用圖1-22中曲線1或者曲線2。

而式（1-69）與式（1-70）中的冪m、n和w取決于電壓的形式、極性和放電距離d。目前標準中假定m=n，即

式中 δ——空氣相對密度。

2.海拔的影響

隨著海拔的增加，大氣壓力下降，空氣密度減小，導致外絕緣放電電壓也隨之下降。

海拔對外絕緣放電電壓的影響一般也由經(jīng)驗公式估計。根據(jù)我國國家標準GB/T 11022—2020《高壓交流開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標準的共同技術(shù)要求》規(guī)定，對用于海拔4000m以下1000m以上的設(shè)備外絕緣以及干式變壓器絕緣，在非高海拔地區(qū)試驗時，其試驗電壓U應(yīng)為標準狀態(tài)下試驗電壓U_s乘以海拔校正系數(shù)K_A即

式中 H——安裝地點海拔。

為簡單起見，取下述確定值：m=1，對于工頻、雷電沖擊和相間操作沖擊電壓；m=0.9，對于縱絕緣操作沖擊電壓；m=0.75，對于相對地操作沖擊電壓。

以上公式還比較簡單，對于一些較復雜的，比如相同海拔、不同地區(qū)間大氣狀態(tài)以及不同濕度下的大氣狀態(tài)沒有比較好地解決，對于海拔對外絕緣放電電壓的影響，仍在繼續(xù)研究中。