同济大学高电压复习总结专用

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1、1、气体中电了产生的方式有哪些？各有什么特点？(1)碰撞电离方式，电离能为与中性原子(分子)碰撞瞬时带电粒子所具有的动能。虽然正、负带电粒子都有可能与中性原子(分子)发生碰撞，但引起气体发生碰撞电离面产生正、负带电质点的主要是自由电子而不是正、负离子。(2)光电离方式，电离能为光能。由于电离能需要达到定的数值，因此引起光电离的光主要是各种高能射线而非可见光。(3)热电离方式，电离能为气体分子的内能。由于内能与绝对温度成正比，因此只有温度足够高吋才能引起热电离。(4)分级电离方式，原子屮电子在外界因素的作用下可跃迁

2、到能级较高的外层轨道，称为激励，所需的能量称为激励能We,激励能比电离能小。2、学会描述气体电流随外加电压变化的原理？说明什么是自持放电，什么是非自持放电(1)宇宙线和放射性物质的射线会使气体发生微弱的电离而产生少量带点质点，在I-U曲线的0A段，气隙中电流随外施电压的提高而增大，这是因为带点质点向电极运动的速度加快导致复合率减小所致。当电压接近Ua时，电流趋于饱和,因为此吋由外电离因素产生的带电质点全部进人电极，所以电流值仅取决于外电离因素的强弱而与电压无关。电压升高至Ub时，电流又开始增大，这是由于电子碰撞电

3、离引起的，此时电子在电场作用下已积累起足以引起碰撞电离的动能。电压继续升高至比时*,电流急剧上升，说明放电过程乂进入了一个新的阶段。此时气隙转人良好的导电状态，即气体发牛击穿了。(2)外电离因素消失，不能维持发电发展过程。这种需要外界电离因素支持的放电称为非自持放电外电离因素消失，气隙中电离过程也能继续下去。这种只依靠电场就能维持下去的放电称为自持放电3、汤逊理论和流柱理论各适用什么样的场合？汤逊放电理论与流注放电理论都认为放电始于起始有效电子通过碰撞电离形成电子崩，但对之后放电发展到自持放电阶段过程的解释是不同

4、的。汤逊放电理论认为通过正离子撞击阴极，不断从阴极金属表面逸出自由电子来弥补引起电子碰撞电离所需的有效电子。而流注放电理论则认为形成电子崩后，由于正、负空间电荷对电场的畸变作用导致正、负空间电荷的复合，复合过程所释放的光能又引起光电离，光电离结果所得到的自由电子乂引起新的碰撞电离，形成新的电子崩且汇合到最初电子崩中构成流注通道，而一旦形成流注放电就可自已维持。因此汤逊放电理论与流注放电理论最根本的区别在于放电达到自持阶段过程的解释不同，或自持放电的条件不同。汤逊放电理论适合于解释低气压、短间隙均匀电场中的气体放电

5、过程和现象，而流注理论适合于大压下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象。4、理解巴申定理为什么有最小值？均匀电场中几种气体击穿电压U。与pd的关系击穿电压U存在最小值是因为，当d—定吋，改变气体气压p,p增大，8（气体的相对密度，指气体密度与标准大气条件下的密度比）随之增大，电子在运动过程屮易与气体分子相碰撞，两次碰撞之间走过的路径（自由行程）很短。虽然碰撞次数增多，但电子积累的能量不足以引起气体分子发生电离，因而击穿电压升高;反之，p减小，§随之减小，电子在运动中碰撞次数减少，击穿电压也升高。当p定时，改变

6、s,也将改变击穿电压。增大d,必然要升高电压才能维持足够的电场强度，使间隙击穿;反之,若减小，则电子由阴极运动到阳极时，碰撞次数太少，击穿电压就会升高5、解释操作冲击电压曲线为什么是U型？左半支：当波前时间从临界值逐渐减小时，留给放电发展的时间缩短了，相当于放电吋延减小了，必然要求有更高的电压才能击穿。右半支：留给放电发展的时间已经足够长，棒极附近同号的空间电荷有时间被驱赶到离棒极较远的地方，使空间电荷不再集中在棒极附近，使得空间电荷造成的附加电场减弱，不用利于放电进一步发展。6、以穿墙套管为例解释滑闪放电过程，

7、用什么措施可以避免或者提高滑闪的电压解♦由于电场的强乖直分量，使得流过体积电阻吃和电容C的电流分量大，流过表面电阻rl的电流逐渐减小。法兰附近沿介质表面电流密度最大，电位梯度也最大，因此最先岀现初始的沿面放电。♦在电场强垂直分量的作用下，带电质点撞击分质表面，引起局部温升，导致热电离，从而带电质点剧增，电阻剧降，通道迅速增长，即滑闪放电♦热电离是滑闪放电的重要特征提高套管沿面闪絡电压的方法1、减小C值，如加大法兰处套管外径，或采用瓷油组合绝緣结构。2、减少法兰附近的瓷表面的电阻率，在此处涂半导体漆或上半导体釉，以

8、改善电位分布。7、固体介质击穿主要有哪几种形式？各有什么特点。答：固体电介质的击穿中，常见的有热击穿、电击穿和电化学击穿（1）热击穿热击穿的主要特征是：不仅与材料的性能有关，还在很大程度上与绝缘结构（电极的配置与散热条件）及电压种类、环境温度等有关，因此热击穿强度不能看作是电介质材料的本征特性参数。（2）电击穿电击穿的主要特征是：击穿场强高，实用绝缘系统不可能达到；在一定