高电压技术第一章第五节气体放电的流注理论

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1、第一章气体放电的基本物理过程第一节带电粒子的产生和消失第二节电子崩第三节自持放电条件第四节起始电压与气压的关系第五节气体放电的流注理论电第六节不均匀电场中的放电过程第七节放电时间和冲击电压下的气隙击穿第八节沿面放电和污闪事故本章主要内容汤逊理论的适用范围⑴适用范围均匀场、低气压、短气隙［pd<36.66kPa·cm(20mmHg·cm)］⑵局限性pd较大时，解释现象与实际不符放电外形汤逊理论解释：放电外形均匀，如辉光放电；pd大时的实际现象：外形不均匀，有细小分支；放电时间：Tpd大<

2、压：Ub·pd大<

3、体放电的流注理论返回⒈流注理论中的电子崩过程⑴电子崩外形x-+电子崩外形好似球头的锥体，空间电荷分布极不均匀，电子崩中的电子数：n＝eαxx(cm)0.20.30.40.50.60.70.80.91.0n92781245735220866341993059874例如，正常大气条件下，若E＝30kV／cm，则α≈11cm-1，计算随着电子崩向阳极推进，崩头中的电子数电子崩中空间电荷的浓度分布第五节气体放电的流注理论返回⑵空间电荷对原有电场的影响-+xx空间电荷的电场合成电场电子崩均匀电场E0电子崩头部

4、电场明显增强，电离过程强烈，有利于发生分子和离子的激励现象，当它们回复到正常状态时，发射出光子。崩头内部正负电荷区域电场大大削弱，但电子和正离子浓度却是最大，有助于发生复合过程，发射出光子。大大加强了崩头及崩尾的电场，削弱了崩头内正、负电荷区域之间的电场第五节气体放电的流注理论⒉流注的形成流注—电离强度和发展速度远大于初始电子崩的新放电区（二次电子崩）以及它们不断汇入初崩通道的过程。1：主电子崩2：二次电子崩⑴二次电子崩的形成主崩走完整个间隙后，大密度的头部正离子空间电荷大大加强了后部的电场，并向周

5、围放射出大量光子光子引起空间光电离，其中电子被主电子崩头部的正空间电荷所吸引，在畸变而加强了的电场中，造成了新的电子崩，称为二次电子崩光子第五节气体放电的流注理论返回⑵正流注条件：当外加电压＝击穿电压二次电子崩中的电子进入主电子崩头部的正空间电荷区（电场强度较小），大多形成负离子。大量的正、负带电质点构成了等离子体，这就是正流注①正流注体的形成1：主电子崩；2：二次电子崩；3：流注流注通道导电性良好，其头部又是二次电子崩形成的正电荷，因此流注头部前方出现了很强的电场第五节气体放电的流注理论返回②正流

6、注向阴极推进流注头部的电离，放射出大量光子，继续引起空间光电离。流注前方出现新的二次电子崩，它们被吸引向流注头部，延长了流注通道流注不断向阴极挺进，且随着流注接近阴极，其头部电场越来越强，因而其发展也越来越快流注发展到阴极，间隙被导电良好的等离子通道所贯通，间隙的击穿完成，这个电压就是击穿电压第五节气体放电的流注理论返回⑶负流注1：主电子崩；2：二次电子崩；3：流注条件：当外加电压＞击穿电压电压较低时，电子崩需经过整个间隙才能积聚到足够的电子数形成流注；电压较高时，电子崩不需经过整个间隙，其头部电离

7、程度已足以形成流注主电子崩头部的电离很强烈，光子射到主崩前方，在前方产生新的电子崩，主崩头部的电子和二次崩尾的正离子形成混合通道，形成向阳极推进的流注，称为负流注间隙中的正、负流注可以同时向两极发展。第五节气体放电的流注理论返回电子崩是沿着电力线直线发展，流注会出现曲折的分支电子崩可以同时有多个互不影响地向前发展汤逊放电是弥散的一片，流注放电有明亮的细通道第五节气体放电的流注理论返回⒊流注理论击穿过程的总结由阳极向阴极(正流注)或由阴极向阳极(负流注)击穿强电场作用下发生碰撞电离畸变电场发射光子流注

8、高速的向电极挺进电子崩气隙间有效电子形成等离子通道（流注）产生新电子崩（二次崩）二次崩不断汇入主崩第五节气体放电的流注理论返回⒋流注理论在均匀电场中的自持放电条件流注形成的条件就是自持放电条件初崩头部空间电荷数必须达到某一临界值既:eαd＝常数或αd＝常数（eαd为电子崩头部的电子数）实验所得初崩头部的电子数要达到108时，放电才能转为自持。一旦形成流注，放电就进入了新的阶段，放电可以由本身产生的空间光电离而自行维持，即转入自持放电；如果电场均匀，间隙就将被击穿。所以