高电压技术2流注理论.ppt

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1、气体放电的流注理论工程上感兴趣的是压强较高气体的击穿，如大气压强下空气的击穿特点：认为电子碰撞电离及空间光电离是维持自持放电的主要因素，并强调了空间电荷畸变电场的作用通过大量的实验研究（主要在电离室中进行的）说明放电发展的机理1流注理论的要点电子崩阶段空间电荷畸变外电场流注阶段光电离形成二次电子崩，等离子体21.电子崩阶段电子崩外形：电子崩中的电子数：n＝ex例如，正常大气条件下，若E＝30kV／cm，则11cm-1，计算得到随着电子崩向阳极推进，崩头中的电子数目3空间电荷的分布及电场的变化崩的头部集中了大量的电子，崩尾则是正离

2、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电子崩头部：电场明显增强，有利于发生激励或电离现象，当它们回复到正常状态时，放射出光子崩头内部正、负电荷区域：电场大大削弱，有助于发生复合过程，发射出光子42.流注阶段当电子崩走完整个间隙后，大密度的头部空间电荷大大加强了外部的电场，并向周围放射出大量光子光子引起空间光电离，其中的光电子被主电子崩头部的正空间电荷所吸引，在受到畸变而加强了的电场中，造成了新的电子崩，称为二次电子崩光电离、二次崩1—主电子崩2—二次电子崩3—流注5正流注的形成二次电子崩中的电子进入主电子

3、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1—主电子崩2—二次电子崩3—流注6正流注向阴极推进流注不断向阴极推进，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7在电离室中得到的初

4、始电子崩照片图a和图b的时间间隔为110-7秒p=270毫米汞柱，E=10.5千伏/厘米初始电子崩转变为流注瞬间照片p＝273毫米汞柱E=12千伏/厘米电子崩在空气中的发展速度约为1.25107cm/s8在电离室中得到的阳极流注发展过段的照片正流注的发展速度约为11082108cm/s9负流注当间隙上所加电压较高，间隙中电场很强时，电子崩在离开阴极不远就已经发展到畸变电场的程度了。这种情况下流注将在阴极附近形成并向阳极推进，最后击穿间隙。我们称之为阴极流注或负流注。10一旦形成流注，放电就进入了新的阶段，放电可以由本身产生的

5、空间光电离而自行维持，即转入自持放电了。如果电场均匀，间隙就将被击穿。所以流注形成的条件就是自持放电条件，在均匀电场中也就是导致击穿的条件11流注理论的自持放电条件123.流注理论对pd很大时放电现象的解释1．放电外形Pd很大时，放电具有通道形式流注出现后，对周围空间内的电场有屏蔽作用当某个流注由于偶然原因发展更快时，将抑制其它流注的形成和发展，并且随着流注向前推进而越来越强烈二次电子崩在空间的形成和发展带有统计性，所以火花通道常是曲折的，并带有分枝电子崩不致影响到邻近空间内的电场，不会影响其它电子崩的发展，因此汤逊放电呈连续一片-辉

6、光放电132．放电时间光子以光速传播，所以流注发展速度极快，这就可以说明pd很大时放电时间特别短的现象。3．阴极材料的影响根据流注理论，维持放电自持的是空间光电离，而不是阴极表面的电离过程，这可说明为何很大Pd下击穿电压和阴极材料基本无关了。141.1.5不均匀电场中的气体放电均匀电场是很少见的情况，工程中遇到的电场大多数是不均匀电场，特别是极不均匀电场。比如，高压输电线路线间的电场或导线对地的电场。另外还存在一些稍不均与电场。由于极不均匀电场的种类较多，我们不能一一进行讨论，只能选择典型的电场进行研究，然后将结论加以推广。15最典型

7、的极不均匀电场尖板电场尖尖电场161.稍不均匀电场和极不均匀电场的划分为了区分各种不同的电场，引入电场不均匀系数f表示各种结构的电场的均匀程度f<2时，稍不均匀电场f>4后，极不均匀电场17根据电场均匀程度和气体状态，可出现不同情况电场比较均匀的情况放电达到自持时，在整个间隙中部巳达到相当数值。这时和均匀电场中情况类似电场不均匀程度增加但仍比较均匀的情况当大曲率电极附近达到足够数值时，间隙中很大一部分区域也都已达相当数值，流注一经产生，随即发展至贯通整个间隙，导致间隙完全击穿电场极不均匀的情况当大曲率电极附近很小范围内已达相当

8、数值时，间隙中大部分区域值都仍然很小，放电达到自持放电后，间隙没有击穿。电场越不均匀，击穿电压和电晕起始电压间的差别也越大18极不均匀电场的放电特征1.存在有局部放电现象2.放点存在明显的极性效应191.局部放电现象—