气体绝缘净距和爬距

净距

对于净距，电气间隙能承受很高的过电压，但当过电压值超过某一临界值后，此电压很快就引起电击穿，因此在确认电气间隙大小的时候必须以设备可能会出现最大的内部和外部过电压（脉冲耐受电压）为依据。电气间隙应以承受所需要的 冲击耐受电压 来确定。

决定电气间隙的因素，功能绝缘的冲击耐受电压，稳态耐受电压和暂时过电压，再现峰值电压，介质的绝缘强度， 电场条件 ，海拔及微观环境中的污染等级。

• 对于气体绝缘开关设备，产品需要承受标准规定的冲击耐受电压，这一点是一致的，不论何种产品，均须满足；

• 海拔及微观环境中的污染等级，这一点对于气体绝缘开关设备，几乎没有影响，可以忽略；

• 绝缘介质的绝缘强度，在稍不均匀电场中，SF6 的耐电强度为干燥空气和氮气的2.5~3 倍，即简单计算，对于空气绝缘12kV要求75kV冲击耐压净距是125mm，而SF6中净距仅需40~50mm，对于空气绝缘40.5kV要求185kV冲击耐压净距是300mm，而SF6中净距仅需100~120mm。

• 因而在气体绝缘开关柜内部，决定净距的关键因素是电场条件，即电场不均匀系数，上面计算的值是对于不均匀电场来说，而想要进一步缩小气体绝缘开关柜尺寸，合理的优化导电回路和电极形状，均匀电场可以起到事半功倍的效果，可大幅提高开关柜耐受冲击电压的能力，提高安全系数，又可以减少尺寸，节省材料实现成本优化。

• 电场强度计算=ｆ＊Ｕ／ｄ，Ｕ是电压，ｄ是净距，ｆ是电场不均匀系数，可以看出电场不均匀系数越小，净距就可以更小。

• 电场均匀系数和几何特性系数P=(r+d)/r紧密相关的，其中r 为导体电极半径，d 为导体电极间净距，增加直径从而获得较低电场不均匀系数。

因此在气体绝缘开关柜内部，通过优化电极形状，可以有效降低净距。小于理论的净距。

爬距

决定爬电距离的因素，

• 电压，确定爬电距离以作用在跨接爬电距离两端的长期电压有效值为基础，此电压为实际工作电压；

• 污染，对于气体绝缘不论环保气体还是SF6，由于完全密封在气箱内部，不受外部环境影响，仅相当于标准规定的污染等级1（污染等级1无污染或仅有干燥的，非导电性的污染，该污染没有任何影响；污染等级2 ，一般仅有非导电性污染，然而必须预期到凝露会偶然发生短暂的导电性污染；污染等级3，有导电性污染或由于预期的凝露使干燥的非导电性污染变为导电性污染；污染等级4，造成持久的导电性污染，例如由于导电尘埃或雨或其它潮湿条件所引起的污染）

• 爬电距离的方向和位以及绝缘表面的形状

• 采用均匀电场设计，增加绝缘子和电极直径，优化内部嵌件外形，将电位梯度分布尽量集中在固体绝缘材料中，以减少绝缘子表面的电位梯度分布，即增加套管类绝缘件接地嵌件处绝缘层的厚度，使电场尽量多地集中在固体绝缘材料中，降低法兰处的气固界面的电场强度，由于气箱内部的净距要求较低，绝缘子矮，嵌件高度占比大，这种情况下，再增加伞裙对绝缘毫无益处，反而容易造成搭接区域界面处电场强度过大，容易操作闪络。

• 增加高压均压屏蔽元件，以降低高压端的沿面电场强度，提高沿面闪络起始点的击穿电压。

• 绝缘材质的耐电痕能力，即满足相应的材料组别，（材料组别I，CTI ≥ 600; 材料组别II，600>CTI ≥ 400; 材料组别IIIa，400>CTI ≥ 175; 材料组别IIIb，175>CTI ≥ 100）

• 固体绝缘材料表面存在局部微观的凹陷气隙、绝缘材料表面存在导电杂质、绝缘材料和电极结合之间有气隙都会引起局部电场的集中，发展导致沿面闪络。

因此，在气箱内部，采用优质材料，抗电痕能力强的绝缘材料，如DMC的抗电痕能力比环氧材料强，因此DMC材质就可以减少爬距，爬距最小可以和净距一致，无需过多爬距增加成本。