南京工业大学高电压复习资料.doc

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1、高电压在其他领域中的应用：1脉冲功率技术:研究高电压、强电流、大功率脉冲的产生、传输和应用的技术2电磁兼容:3静电技术:静电除尘、静电喷涂、静电植绒等都是静电应用的例子4气体放电应用:污水处理和烟气的脱硫脱硝臭氧产生灭菌液电效应用于油井解堵及岩石粉碎5脉冲电场的应用:用于牛奶和饮料的灭菌第二章：气体放电基本物理过程（一）气体分子的电离可由下列因素引起：1高温下气体中的热能（热电离）因气体热状态引起的电离过程称为热电离2各种光辐射(光电离)光辐射引起的气体分子的电离过程称为光电离波长短的X射线、γ射3电子或正离子与气

2、体分子的碰撞电离碰撞电离主要以电子为主4分级电离原子或分子在激励态再获得能量而发生电离称为分级电离，此时所需能量为Wi-We（二）金属（阴极）的表面电离1正离子碰撞阴极当正离子的位能不小于金属逸出功的两倍时2光电子发射当光子的能量大于逸出功时，金属表面放射出电子（紫外光照射电极）3强场发射（冷发射）阴极附近所加外电场足够强时，使阴极发射出电子（＞106V/cm）4热电子发射当阴极被加热到很高温度时，其中的电子获得巨大动能，逸出金属（三）负离子的形成有时电子和气体分子碰撞非但没有电离出新电子，反而是碰撞电子附着分子，

3、形成了负离子有些气体形成负离子时可释放出能量。称为电负性气体（如氧、氟、SF6等）负离子的形成使自由电子数减少，对气体放电的发展起抑制。电负性气体具有很高的电气强度。1在曲线的OA段由于电极空间的带电粒子向电极运动加速而导致复合数的减少所致。2当电压接近UA时，电流趋向于饱和值，因为这时外界电离因子所产生的带电粒子几乎能全部抵达电极，所以电流值仅取决于电离因子的强弱而与所加电压无关。3当电压提高到UB时，是由于气隙中出现碰撞电离和电子崩。4电压继续升高至U0时，此时气体发生了击穿由非持放电转入自持放电的电压称为起始

4、电压U01如电场比较均匀，则间隙被击穿后，根据气压、外回路阻抗等条件形成辉光放电、火花放电或电弧放电，而起始电压U0也就是间隙的击穿电压Ub2如电场极不均匀，则当放电由非自持转入自持时，在大曲率电极表面电场集中的区域发生电晕放电，这时起始电压是间隙的电晕起始电压，而击穿电压可能比起始电压高很多电子崩过程：外界电离因子在阴极附近产生了一个初始电子，如果空间电场强度足够大，该电子在向阳极运动时就会引起碰撞电离，产生一个新的电子，初始电子和新电子继续向阳极运动，又会引起新的碰撞电离，产生更多电子。依此，电子将按照几何级数

5、不断增多，类似雪崩似地发展，这种急剧增大的空间电子流被称为电子崩。ead=常数或ad=常数在高气压和高真空下，气隙不易发生放电现象，具有较高的电气强度（p大λ小，p小n小）自持放电的条件：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）来取代外电离因素产生的初始电子。pd较小时，汤逊放电自持的条件为pd较大时(>26kPa.cm)，电子碰撞电离及空间光电离是维持自持放电的主要因素流注形成的条件：电子崩发展到足够的程度后，电子崩中的空间的电荷足以使原电场明显畸变对均匀电场来说，自持放电条件为

6、电晕放电的危害:电晕放电引起的光、声、热等效应使空气发生化学反应，都会消耗一定的能量，电晕损耗电晕放电还会产生可闻噪声，并有可能超出环境保护所容许的标准。电晕放电中，由于电子崩和流注不断消失和重新出现所造成的放电脉冲会产生高频电磁波，从而对无线电和电视广播产生干扰。降低电晕的方法：在选择导线的结构和尺寸时，分裂线来说，找到最佳的分裂距，使导线表面最大电场强度值最小。电晕放电的利用：在输电线上传播的雷电电压波因电晕放电而衰减其幅值和降低其波前陡度。操作过电压的幅值也会受到电晕的抑制。电晕放电还在除尘器、静电喷涂装置、

7、臭氧发生器等工业设施中得到广泛应用。极性效应：当棒具有正极性时1.因棒电极为正极性，所以电子崩中电子迅速进入棒电极2.在棒极附近，积聚起正空间电荷，减少了紧贴棒极附近的电场，而略微加强了外部空间的电场，棒极附近难以造成流注，使得自持放电、即电晕放电难以形成当棒具有负极性时1.电子崩中的电子迅速扩散并向板电极运动，因而在间隙中浓度很小，而正离子则缓慢地向棒电极移动，在棒电极附近的空间正电荷的浓度很大。2.正空间电荷加强了棒电极附近的场强而削弱了空间电荷的外部空间的电场。因此这种情况下空间电荷使棒极附近容易形成流注，也

8、就是使自持放电的条件易于满足.自持放电阶段：当棒具有正极性时1.随着放电区的扩大，强电场区将逐渐向板电极方向推进。这说明一旦满足自持放电条件后，随着外施电压的增大，电晕层很容易扩展而导致间隙的最终击穿。当棒具有负极性时1.空间电荷使放电区的外部空间的电场削弱，这样电晕层不容易扩展而导致整个间隙的击穿。U+（击穿）U-（电晕）在进