第一章 气体放电的基本物理过程.pptx

1;2;3;4;5;6;7;8;第一节带电粒子的产生和消失

第二节电子崩

第三节自持放电条件

第四节起始电压与气压的关系

第五节气体放电的流注理论

第六节不均匀电场中的放电过程

第七节放电时间和冲击电压下的气隙击穿

第八节沿面放电和污闪事故;10;11;12;13;14;15;16;17;一、带电粒子的运动;产生带电粒子的物理过程称为电离。;20;气体原子的激励和电离;?;△当气体中存在电场时，带电粒

子将同时进行混乱热运动和沿电场的定向漂移。;电子的平均自由行程长度为：;25;带电粒子的迁移率：该粒子在单位场强（1V/m)

下沿电场方向的漂移速度。;27;28;29;30;31;32;33;34;三、带电粒子的消失;36;;38;◆非自持放电和自持放电的不同特点;40;41;42;43;44;45;46;47;48;49;50;●γ过程在阴极上重新产生出来一个或更多电子，此时即使没有外界电离因子也能使电离过程继续维持发展，即转入自持放电。;◆自持放电条件;53;54;55;56;57;58;59;60;61;62;63;64;65;66;67;68;69;70;71;72;73;74;75;76;77;78;79;80;81;82;83;84;85;86;87;88;89;二、架空线路的电晕放电;半径为r的单根导线，离地高度为h，导线表面电场强度E与对地电压U的关系：;两根线间距离为D、半径为r的平行导线，线间电压为U，则导线表面电场强度为：;皮克公式（经验公式），线路电晕起始场强Ec近似计算式：;在雨、雪、雾等坏天气时，导线表面的水滴使导线表面电场发生变化，降低了电晕起始电压和起始场强。;95;电晕的危害：

（1）电晕放电所产生的光、声、热等效应使空气发生化学反应，会消耗能量。

电晕损耗是超高压输电线路设计是必须考虑的因素；

坏天气电晕功率损耗会比好天气时大得多。;97;根本的途径：限制和降低导线的表面电场强度。;分裂导线：每相都用若干根直径较小的平行分导线来替换大直径导线。分裂数超过两根时，这些分导线通常被布置在一个圆的内接正多边形重心上。;典型架空输电线路的照片;电晕的积极意义

衰减雷电过电压幅值和降低其陡度；

抑制操作过电压的幅值；

利用电晕放电来改善电场分布；

广泛应用于工业设施（静电除尘器、静电喷涂装置、臭氧发生器）。;三、极不均匀电场的放电过程;103;（一）正极性

棒极带正??位时

棒极附近强场区域的电晕放电将在棒极附近空间留下许多正离子。

这些空间电荷削弱了棒极附近的电场强度，加强了正离子群外部空间的电场。;随着电压提高，电晕的扩展，强场区也将逐渐向板极方向推进，因而放电的发展是顺利的，直至气隙被击穿。;（二）负极性

棒极带负电位时

电子崩将由棒极表面出发向外发展，留在棒极附近的也是大批正离子；

它们将加强棒极表面附近的电场而削弱外围空间电场，电晕区不易向外扩展。;整个气隙的击穿是不顺利的，气隙的击穿电压要比正极性时高很多，完成击穿所需时间也比正极性时间长得多。;在进行外绝缘的冲击高压试验时往往加正极性冲击电压，因为这时电气强度较低。

在工频高压作用下，击穿均发生在外加电压为正极性的半周内。;第七节放电时间和冲击电压下的气隙击穿;总放电时间tb由三部分组成，即;tlag—放电时延

Us－静态击穿电压，气隙持续作用电压下的击穿电压。;112;二、冲击电压波形的标准化;冲击电压发生器（2400kV）;（1）标准雷电冲击电压波

用来模拟电力系统中的雷电过电压波，采用非周期性双指数波。;国际电工委员会(IEC)我国国标规定：

T1=1.2μs，容许偏差±30%；

T2=50μs，容许偏差±20%；

通常写成1.2/50μs，并可在前面加上正、负号表示极性。;（2）标准雷电截波

用来模拟雷电过电压引起气隙击穿或外绝缘闪络后出现的截尾冲击波。

IEC标准和我国国家标准规定为T1=1.2μs，容许偏差±30%；

Tc=2～5μs；

可写成1.2/2～5μs。;用来等效模拟电力系统中操作过电压波，一般也用非周期性双指数波。

IEC标准和我国标准规定为波前时间Tcr=250μs,容许偏差±20%；半峰值时间T2=2500μs,容许偏差±60%。可写成250/2500μs冲击波。;;（一）50%冲击击穿电压（U50%);工程实际中广泛采用击穿百分比为50%时的电压U50%来表征气隙的冲击击穿特性。

在实际中施加10次电压有4～6次击穿，就可认为这一电压为气隙的U50%冲击击穿电压。;冲击系数β：U50%与Us之比称为冲击系数β。

均匀和稍不均匀电场下冲击击穿电压的分散性很