3-4讲_1章_气体放电的基本物理过程(二).ppt

复习 巴申定律 气压和温度对于起始电压的影响 流注理论 间距较大 电子崩过程中产生的带电粒子畸变外电场 电子崩头尾场强增大，内部减弱 头部附近发生激励，内部发生复合 向外界发出光子 发生空间光电离 对工程实践有重要意义 不利影响：能量损失；放电脉冲引起的高频电磁波干扰；化学反应引起的腐蚀作用等 有利方面：电晕可削弱输电线上雷电冲击电压波的幅值及陡度；利用电晕放电改善电场分布， 提高击穿电压；利用电晕放电除尘等 冲击电压波性的标准化 标准雷电冲击电压波 标准雷电截波 小结 放电时间的组成 冲击电压波形的标准化 标准雷电冲击电压波 标准雷电截波 标准操作冲击电压波 冲击电压下气隙的击穿特性 采用击穿特性为50%时的电压来表征气隙的击穿特性 伏秒特性表征气隙的冲击电压与放电时间的关系 本章重点内容 带电粒子的产生 平均自由行程长度（内部因素、外界因素） 碰撞电离（主导因素） 负离子的消失和复合 汤逊放电理论 电子碰撞电离系数（影响因素）和巴申定律 电子崩过程的特点（产生的带电粒子数及其分布） 自持放电条件 放电过程的一般描述 流注放电理论 为何气隙间距较大时，会发生流注放电理论 不均匀电场的放电特征 均匀电场与不均匀电场击穿电压的区别 极性效应（电晕起始电压和击穿电压） * 持续作用电压 直流电压、工频电压 与电压的变化速度相比，放电发展所需时间可以忽略不计 。当气体状态不变时，一定距离的间隙的击穿电压具有确定的数值，当间隙上的电压升高达到击穿电压时，间隙击穿 非持续作用电压 操作过电压、雷电过电压 持续时间极短（以微秒计），放电发展速度不能忽略不计，间隙的击穿特性具有新的特点 * 2. 操作冲击50％击穿电压 均匀电场和稍不均匀电场中的击穿电压 气体间隙的操作冲击50％击穿电压和雷电冲击50％击穿电压以及工频击穿电压（幅值）相同 击穿电压的分散性也较小，击穿同样发生在幅值 * 伏秒特性的制订方法 工程上用间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系来表征间隙在冲击电压下的击穿特性 伏秒特性用实验方法求取 放电时间具有分散性，实际上伏秒特性是以上、下包线为界的一个带状区域 * Logo Company Logo 张 宁 ? 福州大学电力系 ? §1.5 气体放电的流注理论 * 流注气体放电理论 说明工程上感兴趣的压力较高和气隙间距较长气体的击穿，如大气压力下空气的击穿 特点：认为电子碰控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 流注理论的放电原理 * 流注理论的发展阶段 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 * 1. 电子崩阶段 电子崩外形：好似球头的锥体，空间电荷分布极不均匀 例如，正常大气条件下，若E＝30kV／cm，则? ?11cm-1，计算得随着电子崩向阳极推进，崩头中的电子数 * 空间电荷畸变外电场 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，有利于发生分子和离子的激励现象，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 * 2. 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后部的电场，并向周围放射出大量光子 光子引起空间光电离，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、二次电子崩 1—主电子崩 2—二次电子崩 3—流注 * 正流注的形成 二次电子崩中的电子进入主电子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 * 正流注向阴极推进 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 流注不断向阴极报进，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 * 自持放电条件 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空间光电离而自行维持，即转入自持放电了。如果电场均