介绍GIS装置及其绝缘技术第二讲.pptVIP

六氟化硫气体中的放电 气体中电子和离子 气体间隙的击穿特性 SF6气体间隙的击穿特性 一.气体中带电质点的产生 气体分子的电离 电子或正离子与气体分子的碰撞（碰撞电离） 各种光辐射（光电离） 高温下气体中的热能（热电离） 负离子的形成 金属的表面电离 正离子碰撞阴极 光电效应 强场发射 热电子放射 电子碰撞过程 激励 碰撞电离 附着 复合 分离 二.几个定义 电子电离系数（α） 表示一个电子在电场方向单位长度行程内新电离出的电子数 附着系数（η） 表示一个电子在电场方向单位长度行程内可能被吸附的次数 有效电离系数 表示以上两者的差值 碰撞电离形成电子崩 电子崩的发展 非电负性气体 电负性气体 均匀电场中的击穿 汤逊理论 观点：电子碰撞电离是维持自持放电的主要因素 适用条件：对气压较低、pd值较小时的放电比较适用 流注理论 观点：电子碰撞电离及空间光电离是维持自持放电的主要因素，并强调空间电荷畸变电场作用 适用条件：可以解释汤逊理论不能说明的pd很大时的放电现象，比较符合工程中通常情况 电子崩的发展及空间电荷对电场的畸变 空间电荷引起电场分布的畸变机理 同极性空间电荷的积累 同极性空间电荷： 电介质在外加电场的作用下，在金属电极与电介质之间的界面上积聚了与施加在该电极上的电压极性相同的电荷，这些电荷称为同极性空间电荷 特点：同极性空间电荷削弱了金属电极与介质间的界面场强，结果可导致介质整体击穿电压的提高，如（b）所示。当极性翻转时，可导致击穿电压下降，如（c）所示 异极性空间电荷的积累 异极性空间电荷： 电介质在外加电场的作用下，在金属电极与电介质之间的界面上积聚了与施加在该电极上的电压极性相反的电荷，这些电荷称为异极性空间电荷 特点：异极性空间电荷增强了金属电极与介质间的界面场强，结果可导致介质整体击穿电压的降低，如（b）所示。当极性翻转时，可导致击穿电压升高，如（c）所示 不均匀电场中的击穿 特殊之处：电晕放电 注意：不均匀场条件下，汤逊和流注判据只是在不计算电晕空间电荷效应时能计算电晕起始电压，很多绝缘系统你是不能允许出现稳定电晕的，因此该种情况下电晕起始电压也就成了绝缘设计的基础。 彼得逊指出：在实际条件下，流注理论更适合于不均匀电 巴申定律：击穿电压只是pd乘积的函数而与p和d的数值无关 三.SF6气体间隙的击穿特性 均匀电场 SF6气体具有高电气强度 电负性气体具有较强的附着过程 电极表面状态对击穿电压存在影响 金属微粒或灰尘会大大降低击穿电压 相同条件下， SF6气体的击穿电压具有一定分散性 面积效应 稍不均匀电场 饱和现象：随着间隙距离的增加，击穿电压的增加出现饱和现象 极性效应：负极性时的击穿电压比正极性时低，因此绝缘尺寸常由负极性击穿电压决定 极不均匀电场中的放电 SF6在极不均匀电场中击穿电压下降的程度比空气大 饱和现象 冲击击穿特性（与空气相比） 放电时延长，雷电冲击电压下的击穿值高于同样幅值作用下的电压击穿值，在稍不均匀电场中，一般两者的比值为1.1-1.3，比空气要高 击穿电压随冲击波波头事件的增长而减小，一般负极性击穿电压低于正极性 * * (a)电子崩示意图 (b)电子崩中空间电荷的浓度分布 (c)空间电荷的电场 (d)合成电场 界面场强被削弱了 界面场强被增强了 可导致介质击穿电压升高 可导致介质击穿电压下降 * * *