Question

沿面闪络电压为什么低于气隙的击穿电压

Answer 1

我也不清楚具体原因，从感性上推理，空气比较稀薄，几乎没有载流子，沿面的固体（绝缘体）上的原子多少会更容易让载流子通过，形成导电通路进而形成高温等离子体击穿空气放电。
下面转一些有关绝缘和电气强度的一些常识供参考
慨念：
1、绝缘的击穿——绝缘材料在电场的作用下丧失了绝缘性能而产生贯穿性的导通或破坏。
（1）固体介质击穿，即永久丧失了绝缘性能；
（2）气体介质击穿却表现为火花放电，外加电场一消失，气体自恢复绝缘。
2、闪络——固体绝缘在电场作用下，尚未发生绝缘击穿，其表面或与电极接触的气体发生放电现象。

二、 空气的绝缘强度
1、空气的绝缘强度（绝缘水平），用它产生放电时的击穿电场强度或放电电压来衡量。 |
2、空气击穿的物理过程：包括电子碰撞电离、电子崩、流注放电。
3、气体的放电肌理：
在一段空气间隙上施加一定的电压，空气中的正负离子在电场力的作用下，相互运动而产生电流。当施加的电压到一定程度时，加速正负离子的游离碰撞运动，出现“电子崩”现象，造成气隙的击穿。
4、影响空气绝缘强度（击穿特性）的因素：
相同长度气体间隙的击穿电压与间隙两侧的电极形状、电压波形以及气象条件（气温、湿度和气压）有关。
（1）除平板电极外，几乎所有其它形状的电极的电场都是不均匀电场。在外施电压上升速度相同的情况下，电场的不均匀程度越高，预放电（场强较高的地方）发生就越早，因而整个间隙的放电电压就越低。
（2）电压波形、电压极性 a、高压工程中最常用波形：雷电波、操作波、工频正弦波。 b、对于一定波形的冲击电压来说，击穿电压的大小不仅取决于空气间隙的距离，也取决于波头时间。 c、绝大多数的电极形状，负极性操作波的放电电压比正极性高，所以考虑带电作业安全距离时，应采用正极性波放电电压值。
（3）邻近效应：
当有接地物体靠近间隙时，会使间隙的击穿电压发生变化，这种现象为邻近效应。
（4）空气间隙的击穿电压随着空气密度和湿度的增加而升高。
温度增高，放电电压低。

三、 绝缘的特性

1、带电作业对绝缘材料的要求：主要是电气性能、机械强度、密度、吸水性能、耐老化、表面憎水性以及易于加工等。
2、电气性能指标主要是：绝缘电阻、介质损耗、绝缘强度。

（1）绝缘电阻——绝缘材料在恒定电压作用下，总有一部分微小的泄漏电流通过，电压与这一泄漏电流的比值。

即Rm=U相/Im 绝缘电阻Rm由体积电阻RV和表面电阻Rs两部分并联构成。

Rm= Rv Rs/ (Rv+ Rs) Rv= ρv L/S(Ωcm)
L——绝缘体长度 S——绝缘体截面积 Rs=ρs *L/b b——绝缘体周长
电阻率ρ越大，绝缘材料越好。
（2）介质损耗——绝缘材料在工频电压作用下，由于泄漏电流的存在，要消耗一些电能使其转化为热能。在单位时间内所消耗的电能，称为介质损耗。
原因：介质极化、泄漏电流、高场区局部放电。
介质损耗角tgθ越大，介质损耗越大，表明介质质量越差。
（3）绝缘强度——把表明绝缘材料耐受击穿电压本领的数值，叫绝缘强度（也叫击穿强度）。
击穿的类型表现为：电击穿、热击穿、电化学击穿。

3、影响固体介质击穿特性的因素：
电压作用时间、电压种类、电场均匀程度、温度、受潮、加压次数等。
直流电压下，固体介质不存在介质损耗。

4、绝缘性能，通常指两种作用：
一是“电气绝缘”，指绝缘体阻挡电流通过的能力；二是“电抗强度”，指材料耐受不发生绝缘击穿的最大电位梯度。

5、沿面放电——当空气间隙中有贯通两极的固体介质时，放电往往容易沿着固体介质与空气介质交界面上发生，这种放电现象称为沿面放电。当沿面放电发展为贯穿电极的空气击穿，则称为闪络。
特点：

（1）沿面闪络电压总是低于纯空气间隙的击穿电压，降低的程度决定于电场的均匀性。
（2）一般绝缘材料的击穿电压总比沿面闪络电压要高得多。
（3）不均匀电场中的闪络电压比均匀电场中的低得多。

四、 绝缘子串的绝缘强度 1、绝缘子串的绝缘强度用其闪络电压表示。 绝缘子串的闪络特性分：工频、雷电和操作波。每种情况的闪络特性又有：干闪、湿闪、污闪。
2、污闪——架空线路的绝缘子，当表面粘附污秽物质后，在潮湿的环境下，吸收水分而具有导电性，致使绝缘子的绝缘水平大大降低，绝缘子表面的泄漏电流增加，以致于在工作电压下也可能发生绝缘子闪络。
（1）造成污闪的条件：运行电压、污秽物质、潮湿。

（2）污闪的危害： a.污闪事故面积大，持续时间长； b.会造成电力系统恶性事故； c.严重经济损失。

（3）防污措施： a.定期清扫绝缘子； b.定期测试和及时更换不良绝缘子； c.提高线路绝缘水平； d.采用防污绝缘子。
3、与带电作业安全比较密切的是绝缘子干燥状态下的工频、雷电、操作波闪络电压。 悬式绝缘子串的工频及雷电波干闪电压，与绝缘子的型号和结构无关，只与整个串长有关，而且闪络电压与串长呈直线关系。
4、绝缘子串的电压分布：

（1）电压分布曲线呈两端高、中间低的马鞍形。

（2）原因：由绝缘子对导线与对地的杂散电容引起的。

（3）经过整串各片绝缘子杂散电流累积之后，靠导线侧第一片绝缘子上的电压比靠接地侧最后一片绝缘子的电压要高得多。
（4）影响绝缘子串电压分布的因素： a.湿度与污秽 b.电晕 c.绝缘子串的结构 绝缘子串的分布电压与绝缘子的型号、海拔高度、气温没有影响。