电极表面粗糙度对击穿电压的影响

SF6中电极电晕起始电压主要受电极表面状态（形状和表面粗糙度）的影响，受电极距离的影响次之。

图4-25 表面粗糙度Ra对SF6间隙放电的影响

电极表面是凹凸不平的，凸起部分，场强集中，电晕起始电压低。因此，间隙击穿电压随表面粗糙度Ra的增大而下降。

从图4-25还可看出，随SF6气压的增大，表面粗糙度Ra对Ub的影响越突出，由图可知，0.2MPa时Ra由0.5μm上升到20μm时，Ub下降8k V，0.5MPa时相应下降28k V。

SF6放电中电极表面形状（是否光滑、有无尖角）对电晕起始电压也有很大的影响。

图4-26 不同SF6气压下尖角对放电特性的影响

（a）r=2.5mm和10mm；（b）r=5mm和1.25mm

图4-26（a）和图4-26（b）表明，尖角使间隙击穿电压下降，同样间距d及相同气压p条件下，尖角曲率半径r越小，击穿电压Ub越低。气压越高，尖角对放电的不利影响也越大。比较d=50mm的气体放电间隙，在p=0.1MPa时，尖角r=10mm的击穿电压与r=2.5mm相比要高25k V；在p=0.3MPa时，r=10mm的击穿电压比r=2.5mm时要高46k V。间隙越大，电场分布不均匀性越大，尖角对击穿电压的影响也越大，例如，在p=0.3MPa，d=100mm时，r=5mm的击穿电压比r=1.25mm时的击穿电压高39k V；d=50mm时，r=5mm的击穿电压比r=1.25mm时高23k V；d越大（电场越不均匀），尖角变小使击穿电压下降的现象越显著。

再如，在同轴圆柱电极放电过程中，分析表面粗糙度对放电击穿电压的影响。电极表面粗糙度大时，表面突起的局部电场强度要比气隙的平均电场强度大得多，因而可在宏观上平均场强尚未达到临界值时就诱发击穿。

当接地外壳电极表面粗糙度Ra保持2.6μm不变时，在0.96～12.3μm范围内改变高压中间导体的表面粗糙度时，d=20mm，D=54.4mm的同轴圆柱电极间隙在0.4MPa气体压力下的负极性直流击穿电压如图4-27所示。

图4-27 负极性击穿电压与高压导体电极表面粗糙度的关系

当高压中间导体电极表面粗糙度Ra保持0.96μm不变时，在0.5～4.6μm范围内改变接地外壳的表面粗糙度时，d=20mm，D=54.4mm的同轴圆柱电极间隙在0.4MPa气体压力下的负极性直流击穿电压如图4-28所示。图4-29为该电极组合下改变接地外壳电极表面粗糙度时负极性直流击穿电压与气压的关系。

图4-28 负极性击穿电压与接地外壳电极表面粗糙度的关系

图4-29 接地外壳粗糙度改变时击穿电压与气体压力的关系