非均勻電場
inhomogeneous field
別名:不均勻電場、inhomogeneous field
非均勻電場(inhomogeneous field)為電極間之電壓梯度非實質恆定之電場(IEC 61439-1 §3.6.14,源自 IEC 60947-1)。導體尖角/邊緣造成局部電場集中(尖端效應)易先擊穿。間隙(SB-054)尺寸取決於電場均勻度(case A 非均勻較保守 / case B 均勻)。改善電極形狀可縮小間隙。
白話說明
非均勻電場是「電極之間各處的電場強度不一致」的電場——導體有尖角或邊緣時,那裡電場特別集中(尖端效應),容易先放電擊穿。所以間隙要留多大,要看電場均不均勻:非均勻(保守)需要的間隙比均勻的大。
完整定義
電極間之電壓梯度非實質恆定之電場。
標準原文 (Original Text)
electric field which has not an essentially constant voltage gradient between electrodes [SOURCE: IEC 60947-1:2020, 3.7.62]
非均勻電場為電極間電壓梯度非恆定之電場(定義源自 IEC 60947-1),相對於均勻電場(電壓梯度近恆定)。 工程意義:實際成套設備之導體形狀(如尖角、邊緣)造成非均勻電場,局部電場集中(尖端效應)易先擊穿,故間隙(clearance, SB-054)尺寸取決於電場均勻度(case A 非均勻 / case B 均勻)。 設計考量:非均勻電場(case A,保守)所需間隙較大;改善電極形狀(倒圓角)可趨近均勻電場(case B)以縮小間隙。
生活比喻
像水流經過粗細不一的管道——窄處(尖角)水流特別急;非均勻電場在尖角處電場特別強,最容易先「衝破」(擊穿),所以那種情況要留更大的安全間隙。
為何重要
非均勻電場於工程之意義:(1) 電場分布判別:非均勻電場(SB-068)指電極間電壓梯度非恆定,導體尖角/邊緣造成局部電場集中;(2) 間隙尺寸決定:61439 依電場均勻度分 case A(非均勻,保守需較大間隙 SB-054)與 case B(均勻,可較小間隙);(3) 尖端效應:非均勻電場之局部高場強處易先擊穿,是絕緣設計之弱點;(4) 設計改善:以倒圓角、均壓設計使電場趨近均勻(case B),可縮小間隙、節省空間。
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