电晕放电及极性效应.ppt

* （二）流注发展阶段 1. 当棒具有正极性时 流注等离子体头部的正电荷减弱等离子体中的电场，而加强其头部电场（曲线2） 电场加强的流注头部前方产生新电子崩，其电子吸引入流注头部正电荷区内，加强并延长流注通道，其尾部的正离子构成流注头部的正电荷 流注及其头部的正电荷使强电场区更向前移（曲线3），促进流注通道进一步发展，逐渐向阴极推进。 * 2. 当棒具有负极性时 棒极的强电场区产生大量的电子崩，汇入围绕棒极的正空间电荷，等离子体层呈扩散状分布，削弱前方电场(曲线2) 在相当一段电压升高的范围内，电离只在棒极和等离子体层外沿之间的空间内发展； 等离子体层前方电场足够强后，发展新电子崩，其正电荷加强等离子体层前沿的电场，形成了大量二次电子崩，汇集起来后使得等离子体层向阳极推进。 （1） （2） 二、长气隙的击穿 气隙较长时，流注往往不能一次贯穿整个气隙，而出现逐级推进的先导放电现象。 长间隙的放电过程：电晕放电——先导放电——主放电——整个气隙被击穿。 流注根部温度升高 热电离过程 先导 通道 电离加强，更为明亮 电导增大 轴向场强更低 发展速度更快 长空气间隙的平均击穿场强远低于短间隙 结论： 华北电力大学 高电压绝缘技术 王胜辉 华北电力大学 电气与电子工程学院 高压教研室 2012年2月 §5 不均匀电场中气体击穿的发展过程 一.稍不均匀电场和极不均匀电场特征 1、球间隙放电 ①dd0,电场比较均匀，击穿之前看不到放电迹象，类似于均匀电场； ②dd0, 电压逐步升高，先出现电晕放电，然后刷状放电，最后间隙完全击穿； 总结电晕放电电压和击穿电压的关系： ①dd0,两电压相等； ②dd0,击穿电压 电晕起始电压； ③d0dd0, 过渡区，放电电压很不稳定，击穿电压分散性很大。 从上述试验可知：放电过程与电场均匀性有着密切联系. 放电现象 2、同轴圆柱间隙放电 ① 电场比较均匀：放电达到自持时，α在整个间隙中都已达到相当数值。初始电子崩经过整个问隙后，形成阳极流注，击穿。 ②电场不均匀程度增加但仍比较均匀的情况下： 当大曲率电极附近α达到足够数值时，起始电子崩在间隙中强电场区内发展起来，经过间隙中相当一部分距离后，形成流注。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。 ③ 电场极不均匀的情况下： 当大曲率电极附近很小范围内α已达相当数值时，间隙中大部分区域α值都仍然很小。这时，初始电子崩只能在大曲率电极附近很小范围内发展，放电自持时形成 的流注也不能发展至贯通整个间隙。只是在大曲率 电极附近出现薄薄的紫色晕光层，也就是电晕放电。电压必须继续增加到一定值后，才会形成贯通两电极的放电通道，导致击穿。 电场越不均匀，击穿电压和电晕起始电压间的差别也越大。 结论：电场比较均匀：击穿电压=放电自持电压 电场极不均匀：电晕起始电压=放电自持电压 2、同轴圆柱间隙放电 由此可见，电场的不均匀程度可以根据能否维持电晕放电来划分。 极不均匀电场：不均匀到可以维持电晕放电的程度； 稍不均匀电场：虽然电场不均匀，但还不能维持稳定的电晕放电，一旦放电达到自持，必然会导致整个间隙立即击穿。 不均匀系数： :稍不均匀电场 :极不均匀电场 二.稍不均匀电场和极不均匀电场特征 自持放电电压 也即击穿电压 如同轴圆柱体： 稍不均匀电场中击穿电压的计算 导线表面电晕 棒-板间隙电晕 三.极不均匀电场中的电晕放电 三.极不均匀电场中的电晕放电 1.电晕放电现象 在极不均匀电场中，最大场强与平均场强相差很大，以至当外加电压及其平均场强还较低的时候，电极曲率半径较小处附近的局部场强已很大。 在这局部强场区中，产生强烈的游离，但由于离电极稍远处场强已大为减小，所以，此游离区不可能扩展到很大，只能局限在此电极附近的强场范围内。 伴随着游离而存在的复合和反激励，发出大量的光辐射，使在黑暗中可以看到在该电极附近空间发出蓝色的晕光，这就是电晕。 电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式。 2.电晕起始电压Uc和起始场强Ec； 3.外区中空间电荷的作用 结论： ①外区中的离子和电晕电极同号； ②加强了外区中的电场，减少了电晕层中的场强。 4.电晕放电有两种不同形式：电子崩形式和流注形式 5. 电晕放电