-氣體擊穿理論課件

高電壓絕緣技術(shù)第二章—?dú)怏w擊穿理論概述1：電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備中常用氣體作為絕緣介質(zhì)2：氣體絕緣要解決的問(wèn)題主要是如何選擇合適的絕緣距離以及如何提高氣體間隙的擊穿電壓3：氣體擊穿電壓與電場(chǎng)分布、電壓種類、氣體狀態(tài)有關(guān)4：理論至今很不完善，工程設(shè)計(jì)問(wèn)題常借助于各種實(shí)驗(yàn)規(guī)律分析解決或直接由試驗(yàn)決定名詞解釋氣體放電：氣體中流通電流的各種形式的統(tǒng)稱擊穿：氣體由絕緣狀態(tài)突變?yōu)榱紝?dǎo)電狀態(tài)的過(guò)程沿面閃絡(luò)：發(fā)生在氣體與液體或氣體與固體的交界面上的擊穿過(guò)程（擊穿和沿面閃絡(luò)統(tǒng)稱放電）擊穿電壓（閃絡(luò)電壓）：發(fā)生擊穿（或閃絡(luò)）的最低臨界電壓（擊穿電壓與閃絡(luò)電壓統(tǒng)稱放電電壓）擊穿場(chǎng)強(qiáng)：均勻電場(chǎng)中擊穿電壓與間隙距離之比：反映了氣體耐受電場(chǎng)作用的能力：介電強(qiáng)度自持放電：去掉外電離因素的作用后放電隨即停止非自持放電：僅靠電場(chǎng)的作用而維持的放電。第四節(jié)：均勻電場(chǎng)中氣體擊穿的發(fā)展過(guò)程非自持放電：外施電壓小于U0時(shí)，間隙內(nèi)電流數(shù)值很小，間隙還未被擊穿；自持放電：當(dāng)電壓達(dá)到U0后，氣體中發(fā)生了強(qiáng)烈的電離，電流劇增（輝光放電、火花放電或電弧放電）放電發(fā)展過(guò)程：從UB到

U0電流發(fā)展過(guò)程起始電壓：U0，在均勻電場(chǎng)中為擊穿電壓過(guò)程：電子在運(yùn)動(dòng)中碰撞電離：

是一個(gè)電子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)1cm平均發(fā)生的碰撞電離次數(shù)4.1湯遜機(jī)理過(guò)程：正離子轟擊陰極產(chǎn)生表面電離：

是一個(gè)正離子從陰極轟擊出的自由電子個(gè)數(shù)擊穿過(guò)程：上述兩個(gè)過(guò)程交替重復(fù)進(jìn)行，自由電子數(shù)目越來(lái)越多，最終導(dǎo)致?lián)舸┰撨^(guò)程具有普遍意義自持放電條件：4.2湯遜機(jī)理的結(jié)論與巴申定律巴申定律：擊穿電壓是pd的函數(shù)：

擊穿電壓有最小值擊穿電壓：兩者在pd較小時(shí)相一致4.4流注機(jī)理電子碰撞電離：形成電子崩，是維持自持放電的主要因素空間光電離：形成衍生電子崩，是維持自持放電的主要因素空間電荷畸變電場(chǎng)的作用：為衍生崩創(chuàng)造了條件流注：由大量正負(fù)離子混合形成的等離子體通道（導(dǎo)電性能良好）擊穿過(guò)程：電子崩——流注發(fā)展延伸——擊穿4.5電子崩空間電荷對(duì)電場(chǎng)的畸變4.6正流注的產(chǎn)生當(dāng)外施電壓為氣隙最低擊穿電壓時(shí)4.8流注機(jī)理的結(jié)論與巴申定律自持放電條件：起始電子崩頭部電荷數(shù)量足以畸變電場(chǎng)造成足夠的空間光電離擊穿電壓：兩者在pd較大時(shí)相一致是一常數(shù)，工程上4.9流注理論對(duì)pd很大時(shí)放電現(xiàn)象的解釋放電外形：流注電導(dǎo)很大，其中電場(chǎng)強(qiáng)度很小，對(duì)周圍其他流注有“屏蔽”作用，因此最終只有一條通道；衍生崩隨機(jī)性使其曲折分支。放電時(shí)間：光子以光速傳播，衍生崩跳躍式發(fā)展，因此放電發(fā)展時(shí)間很短。陰極材料的影響：維持放電的是光電離而不是表面電離，因而與陰極材料無(wú)關(guān)。第五節(jié)：不均勻電場(chǎng)中氣體擊穿的發(fā)展過(guò)程5.2稍不均勻電場(chǎng)的自持放電和擊穿與均勻電場(chǎng)類似：流注一旦形成就發(fā)生擊穿；自持放電條件就是擊穿條件不再是常數(shù)，而是空間坐標(biāo)的函數(shù)擊穿電壓：聯(lián)立求解三個(gè)公式：5.3極不均勻電場(chǎng)中的電暈放電電暈放電現(xiàn)象：尖極周圍有發(fā)光層，可聽(tīng)到咝咝聲，聞到臭氧氣味?？臻g電荷的作用：外層的空間電荷與尖極極性相同，使得電暈層中的場(chǎng)強(qiáng)基本不變，使放電趨于穩(wěn)定。兩種形式：電子崩形式（電極很尖）和流注形式脈沖現(xiàn)象：外層空間電荷阻止放電發(fā)展，形成有規(guī)律的脈沖；進(jìn)入刷狀放電后，形成隨機(jī)脈沖。發(fā)展過(guò)程：無(wú)規(guī)律小電流=》有規(guī)律重復(fù)脈沖=》脈沖頻率增大=》轉(zhuǎn)入持續(xù)電暈，無(wú)脈沖現(xiàn)象=》進(jìn)入刷狀放電，出現(xiàn)隨機(jī)脈沖5.3極不均勻電場(chǎng)中的電暈放電5.5極不均勻電場(chǎng)中的主放電當(dāng)先導(dǎo)頭部流注即將到達(dá)板極時(shí)，立刻有一個(gè)放電過(guò)程從板極向棒極發(fā)展，稱為主放電。主放電發(fā)展速度比先導(dǎo)快得多。主放電通道溫度更高，明亮得多，電導(dǎo)更大，回路具有短路性質(zhì)。5.6極不均勻電場(chǎng)中的擊穿過(guò)程及極性效應(yīng)5.