高电压技术复习要点0.doc

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1、第一章电介质的电气强度1.1气体放电的基本物理过程1.高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其他复合介质。2.气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。3.电离：指电子脱离原子核的束缚而形成自山电了和止离了的过程。4.带电质点的方式可分热电离、光电离、碰撞电离、分级电离。5.带电质点的能量来源可分止离子撞击阴极表而、光电子发射、强场发射、热电子发射n6.带电质点的消失可分带电质点受电场力的作用流入电极、带电质点的扩散、带电质点的复佥。7.附看：电子与气休分子碰撞时，不但有川能引起碰撞电离Ilij产生出止离子和新电子，也川能发生电了附着过程血形成负离了。&复合

2、：当气体屮带异号电荷的粒子相遇吋，有可能发生电荷的传递与屮和,这种现彖称为复合。（1）复合可能发生在电子和止离子之间,称为电子复合，其结果是产生•个中性分子;（2）复合也可能发生在止离子和负离子之间,称为离子复合，其结果是产生两个中性分子。9.1、放电的电子崩阶段（1）非自持放电和自持放电的不同特点宇宙射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电质点；另一方面、负带电质点又在不断复合，使气体空间存在一定浓度的带电质点。因此，在气隙的电极间施加电压时，可检测到微小的电流。/「一由图1-3可知：”吠7―盘p（1）在I-U曲线的0A段：气隙电流随外施电压的提

3、高而增大，这是因为带电质点向电极运动的速度加快导致复合率减小。当电压接近〃a吋，电流趋于饱和，因为此吋山外电离因素产生的带电质点全部进入电极，所以电流值仅取决于外电离因素的强弱而与电压无关。（2）在I-U曲线的B、C点：电压升高至Ub吋，电流又开始增大，这是山于电子碰撞电离引起的，因为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。电压继续升窩至“°时，电流急剧上升，说明放电过程又进入了一个新的阶段。此时气隙转入良好的导电状态，即气体发生了击穿。（3）在I-U曲线的BC段：虽然电流增长很快，但电流值仍很小，一般在微安级，口此时气体中的电流仍要靠外电离因素来维持，

4、一旦去除外电离因素，气隙电流将消失。因此,外施电压小于“0时的放电是非自持放电。电压达到“0后，电流剧增,且此时间隙中电离过程只靠外施电压己能维持，不再需要外电离因素了。外施电压达到后的放电称为自持放电,U0称为放电的起始电压。10.电子崩：电子将按照几何级数不断増多，类似苏崩似地发展，这种急剧増大的空间电子流被称为电子崩。电子崩的示意图:.电子碰撞电离系数q茨示个电子沿电场方向运动lcm的行程所完成的碰撞电离次数平Mo12.如图1-5为平板电极气隙，板内电场均匀，设外界电离因子每秒钟使阴极衣面发射出来的初始电子数为n0山于碰撞电离和电子崩的结果，在它们到达x处时，

5、电子数已增加为n,这n个电子在dx的距离中又会产生dn个新电子。抵达阳极的电子数应为:途中新增加的电子数或止离子数应为：△壮=〜—％）=卩1«曲—°jjcxd将式‘的等号两侧乘以电子的电荷，即得电流关系式：7=「213.汤逊理论前述己知，只有电子崩过程是不会发生自持放电的。要达到自持放电的条件，必须在气隙内初始电子崩消失前产生新的电子（二次电子）来収代外电离因索产生的初始电子。实验现象表明，二次电子的产生机制与气压和气隙长度的乘积（）有关。pel值较小时自持放电的条件可用汤逊理论來说明；"占值较大时则要用流注理论来解释。（1）/过程与自持放电条件山于阴极材料的衣面逸

6、出功比气体分子的电离能小很多，因而止离子碰撞阴极较易使阴极释放出电子。此外止负离子复合时，以及分子山激励态跃迁冋止常态时，所产生的光子到达阴极表面都将引起阴极表面电离，统称为/过程。厂为引入系数。设外界光电离因素在阴极表而产生了一个自山电子,此电子到达阳极表而吋山于2过程,电子总数增至"如个。因在对心系数进行讨论时已假设每次电离撞出一个止离子，故电adad极空间共有（幺一1）个止离子。山系数的定义，此（幺-1）个止离子在到达阴极衣面时可撞出（/r"-1）个新电子，这些电子在电极空间的碰撞电离同样又能产生更多的正离子，如此循环下去。自持放电条件为八宀—1）=1/:一个

7、正离子撞击到阴极表面时产生出來的二次电子数a:电子碰撞电离系数两极板距离（2）汤逊放电理论的适用范围汤逊理论是在低气压、较小的条件下在放电实验的基础上建立的。因此，通常认为,&/>0.26cm（pd>200cm•mmHg）时，击穿过程将发生变化，汤逊理论的计算结果不再适用，但其碰撞电离的基本原理仍是普遍有效的。1.2气体介质的电气强度I.空气间隙放电电压主要受到电场情况、电用形式以及大气条件的影响。2•电场电床击穿物体：均匀电场的击穿、稍不均匀电场的击穿、极不均匀场的击穿。3.均匀电场的击穿特性：电极布置对称，无击穿的极性效应;间隙中各处电场强度相等，击穿所需时