氣體絕緣開關柜的凈距爬距-上海上繼科技有限公司

凈距

對于凈距，電氣間隙能承受很高的過電壓，但當過電壓值超過某一臨界值后，此電壓很快就引起電擊穿，因此在確認電氣間隙大小的時候必須以設備可能會出現**的內部和外部過電壓（脈沖耐受電壓）為依據。電氣間隙應以承受所需要的沖擊耐受電壓來確定。

決定電氣間隙的因素，功能絕緣的沖擊耐受電壓，穩態耐受電壓和暫時過電壓，再現峰值電壓，介質的絕緣強度，電場條件，海拔及微觀環境中的污染等級。

對于氣體絕緣開關設備，產品需要承受標準規定的沖擊耐受電壓，這一點是一致的，不論何種產品，均須滿足；

海拔及微觀環境中的污染等級，這一點對于氣體絕緣開關設備，幾乎沒有影響，可以忽略；

絕緣介質的絕緣強度，在稍不均勻電場中，SF6 的耐電強度為干燥空氣和氮氣的2.5~3 倍，即簡單計算，對于空氣絕緣12kV要求75kV沖擊耐壓凈距是125mm，而SF6中凈距僅需40~50mm，對于空氣絕緣40.5kV要求185kV沖擊耐壓凈距是300mm，而SF6中凈距僅需100~120mm。

因而在氣體絕緣開關柜內部，決定凈距的關鍵因素是電場條件，即電場不均勻系數，上面計算的值是對于不均勻電場來說，而想要進一步縮小氣體絕緣開關柜尺寸，合理的優化導電回路和電極形狀，均勻電場可以起到事半功倍的效果，可大幅提高開關柜耐受沖擊電壓的能力，提高安全系數，又可以減少尺寸，節省材料實現成本優化。

電場強度計算=ｆ＊Ｕ／ｄ，Ｕ是電壓，ｄ是凈距，ｆ是電場不均勻系數，可以看出電場不均勻系數越小，凈距就可以更小。

電場均勻系數和幾何特性系數P=(r+d)/r緊密相關的，其中r 為導體電極半徑，d 為導體電極間凈距，增加直徑從而獲得較低電場不均勻系數。

因此在氣體絕緣開關柜內部，通過優化電極形狀，可以有效降低凈距。小于理論的凈距。

爬距

決定爬電距離的因素，

電壓，確定爬電距離以作用在跨接爬電距離兩端的長期電壓有效值為基礎，此電壓為實際工作電壓；

污染，對于氣體絕緣不論環保氣體還是SF6，由于完全密封在氣箱內部，不受外部環境影響，僅相當于標準規定的污染等級1（污染等級1無污染或僅有干燥的，非導電性的污染，該污染沒有任何影響；污染等級2 ，一般僅有非導電性污染，然而必須預期到凝露會偶然發生短暫的導電性污染；污染等級3，有導電性污染或由于預期的凝露使干燥的非導電性污染變為導電性污染；污染等級4，造成持久的導電性污染，例如由于導電塵?；蛴昊蚱渌睗駰l件所引起的污染）

爬電距離的方向和位以及絕緣表面的形狀

采用均勻電場設計，增加絕緣子和電極直徑，優化內部嵌件外形，將電位梯度分布盡量集中在固體絕緣材料中，以減少絕緣子表面的電位梯度分布，即增加套管類絕緣件接地嵌件處絕緣層的厚度，使電場盡量多地集中在固體絕緣材料中，降低法蘭處的氣固界面的電場強度，由于氣箱內部的凈距要求較低，絕緣子矮，嵌件高度占比大，這種情況下，再增加傘裙對絕緣毫無益處，反而容易造成搭接區域界面處電場強度過大，容易操作閃絡。

增加高壓均壓屏蔽元件，以降低高壓端的沿面電場強度，提高沿面閃絡起始點的擊穿電壓。

絕緣材質的耐電痕能力，即滿足相應的材料組別，（材料組別I，CTI ≥ 600; 材料組別II，600>CTI ≥ 400; 材料組別IIIa，400>CTI ≥ 175; 材料組別IIIb，175>CTI ≥ 100），材料耐電痕能力越強，所需要的爬電距離越小。

固體絕緣材料表面存在局部微觀的凹陷氣隙、絕緣材料表面存在導電雜質、絕緣材料和電極結合之間有氣隙都會引起局部電場的集中，發展導致沿面閃絡。

因此，在氣箱內部，采用優質材料，抗電痕能力強的絕緣材料，如DMC的抗電痕能力比環氧材料強，因此DMC材質就可以減少爬距，爬距最小可以和凈距一致，無需過多爬距增加成本。