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1、2014-2015学年第二学期期末高电压技术大作业每题 50分，共 100 分1 （ 1）阐述高气压下均匀电场自持放电的理论，（2）说明这种情况下的自持放电条件，（ 3）简述高气压和低气压两种情况下均匀电场放电理论的异同点。（1）关于气体电击穿机理的一种理论。由R.瑞特与 J.M. 米克于 1937 年提出。汤森理论奠定了气体放电的理论基础，但是随着气体放电研究的发展，有些现象只由汤森理论难以解释，例如放电发展的速度比碰撞电离快，放电通道是不均匀的而呈折线形状，因此需要寻求其他理论。流注理论就是在总结这些实验现象的基础上形成的。在外施电场作用下，电子崩由阴极向阳极发展，由于气体原子 （或分子）
2、 的激励、 电离、复合等过程产生光电离，在电子崩附近由光电子引起新的子电子崩，电子崩接近阳极时，电离最强 , 光辐射也强。光电子产生的子电子崩汇集到由阳极生长的放电通道，并帮助它的发展，形成由阳极向阴极前进的流注（正流注），流注的速度比碰撞电离快。同时，光辐射是指向各个方向的，光电子产生的地点也是随机的，这说明放电通道可能是曲折进行的。正流注达到阴极时， 正负电极之间形成一导电的通道，可以通过大的电流，使间隙击穿。如果所加电压超过临界击穿电压（过电压），电子崩电离加强，虽然电子崩还没有发展到阳极附近，但在间隙中部就可能产生许多光电子及子电子崩, 它们汇集到主电子崩, 加速放电的发展， 增加放电
3、通道的电导率，形成由阴极发展的流注（负流注）。瑞特和米克认为，当电子崩头部的电场比外加电压在间隙中形成的均匀电场更强时，电子崩附近电场严重畸变，电离剧烈，放电可以自行发展成流注，从而导致间隙击穿。根据这一基本思想，他们进行了理论推演。虽然他们计算电子崩头部电场的方法不尽相同，推导出不同的计算击穿电压的方程，但是计算得到的击穿电压很相近，与试验比较相符。（2）均匀电场、高气压、长间隙（3）汤逊理论和流注理论都是解释均匀电场的气体放电理论。前者适用于均匀电场、 低气压、短间隙的条件下; 后者适用于均匀电场、高气压、长间隙的条件下。不同点 : (1) 放电外形流注放电是具有通道形式的。根据汤逊理论，
4、 气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展。(2) 放电时间根据流注理论， 二次电子崩的起始电子由光电离形成，而光子的速度远比电子的 大，二次电子崩又是在加强了的电场中，所以流注发展更迅速，击穿时间比由汤逊理论推算的小得多。(3) 阴极材料的影响根据流注理论，大气条件下气体放电的发展不是依靠正离子使阴极表面电离形成的二次电子维持的，而是靠空间光电离产生电子维持的，故阴极材料对气体击穿电压没有影响。根据汤逊理论， 阴极材料的性质在击穿过程中应起一定作用。实验表明，低气压下阴极材料对击穿电压有一定影响。2014-2015学年第二学期期末高电压技术大作业2.（ 1）画出多级冲击发生器的接线回路( 包括对
5、地杂散电容) ， （2）画出放电等效电路,（ 3）说明动作过程及原理。（1）（2）答：图 1 单排针电极放电电路及其等值电路（3）多级冲击电压发生器的基本原理为：并联充电，串联放电。如图4，首先调整各个球隙的距离， 使 G1的放电电压为U0，G2G4的放电电压在U02U0范围内， 然后开始对各个电容器同时充电到U0 。这时 G1首先被击穿， 导致 G2G4依次击穿， 各个电容器串联起来对C2和 R2放电，从而在输出端获得幅值很高的冲击电压。2014-2015学年第二学期期末高电压技术大作业采用单排针形阴极对平板阳极放电如图1 所示，放电电路（a）以及等效于每支针电极放电的等值电路（b） ，图中 r 是针电阻， n 是每排针电极的数量，or是排电阻， E 是直流高压电源的电势，ir是该电源的内阻，i 是每支针电极的放电电流，Lr是电极间的等值放电电阻， R 是每支针电极的镇流等值电阻。采用多排针形电极对平板阳极并联放电如图2 所示，放电电路（a）以及等效于每支针电极放电的等值电路（b） ，图中 m 为针电极的排数，oR等效于 m 排针电极并联放电时，每支针电极的等值镇流电阻，其余各种电路参数均与图1 相同。
