高电压气体绝缘.ppt

* 气体中电子和离子的自由行程是它们和气体分子发生碰撞时的行程 电子的平均自由行程要比分子和离子的大得多 气体分子密度越大，其中粒子的平均自由行程越小。对于同一种气体，其分子密度和该气体的密度成正比 自由行程的分布： 具有统计性的规律。粒子的自由行程大于x的概率为 第三十页，共五十五页，2022年，8月28日 * 二、带电粒子的产生 气体分子的电离可由下列因素引起： （1）光电离 （2）热电离 （3）碰撞电离 （4）电极表面的电离 第三十一页，共五十五页，2022年，8月28日 * 光电离 光辐射引起的气体分子的电离过程称为光电离 自然界、人为照射、气体放电过程 当气体分子受到光辐射作用时，如光子能量满足下面条件，将引起光电离，分解成电子和正离子 光辐射能够引起光电离的临界波长（即最大波长）为 对所有气体来说，在可见光（400?750nm）的作用下，一般是不能直接发生光电离的 第三十二页，共五十五页，2022年，8月28日 * 热电离 因气体热状态引起的电离过程称为热电离 气体分子的平均动能和气体温度的关系为 在它们相互碰撞时，就可能引起激励或电离 在高温下，例如发生电弧放电时，气体温度可达数千度，气体分子动能就足以导致发生明显的碰撞电离 高温下高能热辐射光子也能造成气体的电离 第三十三页，共五十五页，2022年，8月28日 * 碰撞电离 气体放电中，碰撞电离主要是电子和气体分子碰撞而引起的 在电场作用下，电子被加速而获得动能。当电子的动能满足如下条件时，将引起碰掩电离 me——电子的质量； ve ——电子的速度； Wi——气体分子的电离能。 碰撞电离的形成与电场强度和平均自由行程的大小有关 第三十四页，共五十五页，2022年，8月28日 * 电极表面的电离 阴极发射电子的过程 逸出功 ：金属的微观结构 、金属表面状态 金属表面电离有多种方式，即可以有多种方法供给电子以逸出金属所需的能量 （1）正离子撞击阴极 正离子碰撞阴极时使电子逸出金属（传递的能量要大于逸出功）。逸出的电子有一个和正离子结合成为原子，其余的成为自由电子。因此正离子必须碰撞出两个及以上电子时才能出现自由电子 第三十五页，共五十五页，2022年，8月28日 * （2）光电子发射 金属表面受到光的照射，当光子的能量大于逸出功时，金属表面放射出电子 （3）强场发射（冷发射） 当阴极附近所加外电场足够强时，使阴极发射出电子 （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 第三十六页，共五十五页，2022年，8月28日 * 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，形成了负离子 有些气体形成负离子时可释放出能量。这类气体容易形成负离子，称为电负性气体（如氧、氟、SF6等） 负离子的形成起着阻碍放电的作用 第三十七页，共五十五页，2022年，8月28日 * （一）电场作用下气体中带电粒子的运动 （二）带电粒子的扩散 （三）带电粒子的复合 四、气体中带电粒子的消失 第三十八页，共五十五页，2022年，8月28日 * 电场作用下气体中带电粒子的运动 带电粒子产生以后，在外电场作用下将作定向运动，形成电流 第三十九页，共五十五页，2022年，8月28日 * 带电粒子的扩散 带电粒子的扩散和气体分子的扩散一样，都是由于热运动造成，带电粒子的扩散规律和气体的扩散规律也是相似的 气体中带电粒子的扩散和气体状态有关，气体压力越高或者温度越低，扩散过程也就越弱 电子的质量远小于离子，所以电子的热运动速度很高，它在热运动中受到的碰撞也较少，因此，电子的扩散过程比离子的要强得多 第四十页，共五十五页，2022年，8月28日 第一页，共五十五页，2022年，8月28日 第1讲 一、绪论 二、气体放电理论（一） * 第二页，共五十五页，2022年，8月28日 1.电网发展历史 ＊1875年，法国巴黎北火车站建成世界上第一座火力直流发电厂，标志着世界电力时代的到来。 ＊ 1891年，在德国劳芬电厂安装了世界第一台三相交流发电机：它发出的三相交流电通过第一条13.8kV输电线将电力输送到远方用电地区，使电力既用于照明，又用于动力，从而开始了高压输电的时代。 ＊ 1879年，中国上海公共租界点亮了第一