高电压工程基础概念总结2014.10.28

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1、第1章气体放电的基本理论1、气体中带电质点产生的形式：碰撞电离（游离），光电离（游离），热电离（游离），表面电离（游离）。注：电离==游离。2、气体中带电质点消失的基本形式：(1)带电粒子向电极定向运动并进入电极形成回路电流，从而减少了气体中的带电离子。(2)带电粒子的扩散。(3)带电粒子的复合。(4)吸附效应。将吸附效应也看做是一种去电离的因素是因为：吸附效应能有效地减少气体中的自由电子数目，从而对碰撞电离中最活跃的电子起到强烈的束缚作用，大大抑制了电离因素的发展。游离过程吸收能量产生电子等带电质点，不利于绝缘；复合过程放出能量，使带电质点减少消失，有利于绝

2、缘。两种过程在气体中同时存在，条件不同，强弱程度不同。游离主要发生在强电场区、高能量区；复合发生在低电场、低能量区。3、汤逊放电实验的过程：(1)线性段OA;(2)饱和段AB;(3)电离段BC;(4)自持放电段C点以后。4、电子崩：指电子在电场作用下从阴极奔向阳极的过程中与中性分子碰撞发生电离，电离的结果产生出新的电子，新生电子又与初始电子一起继续参加碰撞电离，从而使气体中的电子数目由1变2，又由2变4急剧增加，这种迅猛的发展的碰撞电离过程犹如高山上发生的雪崩，因此被形象的称之为电子崩。5、自持放电条件：γ（-1）≥1；巴申定律：Ub=f(pd)，假设d或者p

3、任意一个不变，改变另外一个因素p或者d，都会导致气隙的击穿电压Ub增大。6、流注理论与汤逊理论的不同：流注理论认为电子的碰撞电离和空间光电离是形成自持放电的主要因素，并特别强调空间电荷对电场的畸变作用；而汤逊理论则没有考虑放电本身所引发的空间光电离对放电过程的重要作用。汤逊理论：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因。二次电子主要来源于正离子碰撞阴极，而阴极逸出电子。二次电子的出现是气体自持放电的必要条件。二次电子能否接替起始电子的作用是气体放电的判据。汤逊理论主要用于解释短气隙、低气压的气体放电。流注理论：流注理论认为气体放电的必要条件是电子崩达到某一

4、程度后，电子崩产生的空间电荷使原有电场发生畸变，大大加强崩头和崩尾处的电场。另一方面气隙间正负电荷密度大，复合作用频繁，复合后的光子在如此强的电场中很容易形成产生新的光电离的辐射源，二次电子主要来源于光电离。流注理论主要解释高气压、长气隙的气体放电现象7、形成流注放电的条件：初始电子崩头部的空间电荷数量必须达到某一临界值，才能使电场得到足够的畸变和加强，并造成足够的空间光电离，一般认为当ad≈20即可满足条件。8、极不均匀电场中气隙放电的重要特征：电场越不均匀，其电晕起始电压越低，击穿电压也越低。不均匀电场气隙的电晕起始电压低于其击穿电压。9、极不均匀电场中气

5、隙的极性效应：(1)正极性棒（正棒负板）：电晕起始电压相对较高，击穿电压较低。(2)负极性棒（负棒正板）：电晕起始电压相对较低，击穿电压较高。第1章气体电介质的击穿特性1、常见的电压类型：工频交流电压、直流电压、雷电冲击电压、操作冲击电压。2、50%击穿电压：在气隙上加N次同一波形及峰值的冲击电压，可能只有几次发生击穿，这时的击穿概率P=n/N，如果增大或减小外施电压的峰值，则击穿电压也随之增加或减小，当击穿概率等于50%时电压即称为气隙的50%击穿电压。3、伏秒特性：工程上用气隙击穿期间出现的冲击电压的最大值和放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性，

6、称为伏秒特性。把这种表示击穿电压和放电时间关系的“电压-时间”曲线称为伏秒特性曲线。伏秒特性在绝缘配合中有重要的实用意义，如用作过电压保护的设备(避雷器或间隙)，则要求其伏秒特性尽可能平坦，并位于被保护设备的伏秒特性之下，且二者永不相交，只有这样保护设备才能做到保护可靠，被保护设备才能免遭冲击过电压的侵害。4、操作冲击电压下气隙击穿的特点：(1)操作冲击电压波形对气隙击穿电压的影响。(2)气隙操作冲击电压有可能低于工频击穿电压。(3)长间隙操作冲击击穿特性的饱和效应。(4)操作冲击击穿电压的分散性大。5、均匀电场气隙在稳态电压下的击穿特性：直流、工频交流和冲击

7、电压作用下的击穿电压相同，放电分散性也很小，击穿电压与电压作用时间基本无关。6、在大气条件下，气隙的击穿电压随δ的增大而升高，U=δUo（适用条件：间隙d≤1m的电场均适用）。温度升高，海拔高度升高，均会导致气隙击穿电压升高。7、提高气隙击穿电压的方法：(1)改善电场分布(2)采用绝缘屏障(3)采用高气压(4)采用高抗电强度气体(5)采用高真空。or提高气体介质电气强度的方法有哪些措施？其原理是什么？（一）改善均匀电场1)改进电机形状以改善均匀电场2)利用空间电荷以改善均匀电场3)极不均匀电场用屏蔽改善均匀电场原理：均匀电场的平均击穿电压较不均匀场的平均击穿电

8、压高（二）削弱或抑制电离过程1）高电压