伏秒特性反映了绝缘间隙在冲击电压作用下击穿时的最大电压值与放电时间的关系。这种特性表明,同一气隙在不同电压
波形的作用下,其击穿电压会有所不同。因此,对于非持续作用的电压,气隙的击穿电压需要用峰值电压和延续时间共同表示。伏秒特性的测量可以通过逐步升高电压并在间隙发生击穿时记录电压峰值和击穿时间来进行。
伏秒特性可以通过实验方法获取。在绝缘间隙上施加固定的
雷电冲击电压波形,逐级升高电压。当电压较低时,间隙不会击穿;随着电压的增加,击穿可能会发生在冲击波尾部或波前。实际的伏秒特性表现为一个带状区域,由上限和下限构成。工程上常用的是50%伏秒特性,它是在每个电压级别下选取一个放电时间,使得放电时间小于该值的概率为50%,然后将这些数据连接起来形成一条曲线。
间隙的伏秒特性曲线形状受到间隙内
电场分布的影响。在均匀场和稍不均匀电场中,击穿时的平均场强较高,放电发展迅速,放电时延较短,伏秒特性曲线平缓;而在极不均匀电场中,平均击穿场强较低,放电时延长,放电分散性大,伏秒特性曲线陡峭。由于放电时间具有分散性,实际的伏秒特性是由多个放电时间组成的带状区域。在工程实践中,通常使用平均伏秒特性或50%伏秒特性曲线来表征间隙的冲击击穿特性。
伏秒特性可用于比较不同设备尤其是避雷器与被保护电器绝缘的冲击击穿特性。如果某一间隙的50%冲击击穿电压高于另一个间隙,并且其伏秒特性始终位于后者上方,则前者将在同一电压作用下首先击穿。在这种情况下,后一间隙可以起到保护前者的角色。然而,如果两个间隙的伏秒特性相交,则在高电压峰值的情况下,前者可能会先于后者击穿。在考虑不同间隙的绝缘强度配合时,伏秒特性提供了更为全面的信息。