高电压 培训资料2.2 气体放电机理.pptVIP

2.2气体放电机理汤逊(Townsend)放电理论流注放电理论2.电子崩的形成3.自持放电与非自持放电非自持放电必须借助外界因素才能使放电发展的气体放电。自持放电当外界因素撤销后，仍能够尽在电场作用下自我维持的气体放电。一、汤逊放电理论1.均匀电场中气体间隙的伏安特性汤逊理论中的三个系数系数α：一个电子经过1cm，由碰撞电离产生的自由电子数系数β：一个正离子经过1cm，由碰撞电离产生的自由电子数系数γ：一个正离子撞击阴极，逸出的自由电子数自持放电的条件物理意义：一个初始电子至少有产生了一个新的自由电子，使放电得以发展。4.汤逊理论放电过程5.巴申定律（PaschenLaw(）巴申定律的物理解释与应用假设气隙距离不变：当气体密度增加时，电子平均自由行程缩短，电子不易积聚动能，碰撞电离减弱；气体密度过小时，电子与气体分子发生碰撞电离的概率减小，气体不易击穿。假设气体密度不变：当气隙间距加大，必须提高电压才能获得足够的场强；当间距过小时，电子走完全程发生碰撞的次数减少，需要增加电压才能击穿。巴申定律的实际应用提高气压，采用压缩气体提高气体的击穿电压；采用高真空，提高电极间的击穿电压，如真空断路器。一、流注放电理论气体放电流注理论以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下不容忽视的若干因素对气体放电的影响，主要有以下两方面：空间电荷对原有电场的影响空间光电离的作用1.空间电荷引起电场畸变2.空间光电离3.正流注的形成与气体击穿3.正流注的形成与气体击穿3.正流注的形成与气体击穿4.负流注的形成流注理论击穿过程的总结4.流注理论的气体放电过程5.流注理论的要点强调了空间电荷畸变电场的作用；电离因素除电子的空间碰撞电离外还考滤空间光电离（光子、短波光射线引起）自持放电条件是流注形成适用条件：d≥0.26cm的气隙,正常大气压下的放电小结均匀电场的两大放电理论：汤逊理论、流注理论两个理论的适用范围与区别自持放电与非自持放电的概念巴申定律的内容及其现实指导意义HVDCValves外界因素引起xnoxdxn+-S初始条件：x=0，n=n0电子崩到达阳极(x=S)：一个电子崩到达阳极，新产生的正离子数：新产生的正离子数撞击阴极表面产生的自由电子数：均匀电场中空气的巴申曲线6.汤逊放电理论的要点气隙电离的主要因素是：电子的碰撞电离（α过程）及正离子的阴极表面电离（γ过程)气隙击穿的必要条件是：自持放电适用范围：短间隙、低气压PS≤200mmHg?cm放电外观：放电充满整个空间流注-等离子体阴极阳极E子崩流注初始电子崩流注形成击穿●形成条件：如果外施电压比击穿电压高，则电子崩不需经过整个间隙，其头部电离程度已足于形成流注了，流注形成后，向阳极发展，所以称为负流。●注意：负流注发展中，由于电子的运动受到电子崩留下的正电荷的牵制。所以其发展速度较正流注的要小。当流注贯通整个间隙后，击穿就完成了。5.较高电压时的流注发展分支正流注分支现象正负流注同时发展由阳极向阴极(正流注)或由阴极向阳极(负流注)击穿强电场作用下发生碰撞电离畸变电场发射光子流注高速的向电极挺进电子崩气隙间有效电子形成等离子通道（流注）产生新电子崩（二次崩）二次崩不断汇入主崩电子崩流注主放电