《高电压工程基础第2版 施围 邱毓昌第2章 气体放电的基本物理过程-2014》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高电压工程基础第2版 施围 邱毓昌第2章 气体放电的基本物理过程-2014（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高电压工程基础（第二版） 施围 邱毓昌 张乔根（西安交通大学）编著 刘青（西安科技大学）制作,1,第2章 气体放电的基本物理过程,2.1 带电粒子的产生与消失 2.2 放电的电子崩阶段 2.3 自持放电条件 2.4 不均匀电场中放电的极性效应,2,2.1 带电粒子的产生与消失,气体中电子与正离子的产生,（1）热电离,（2）光电离,（3）碰撞电离,3,（4）分级电离,潘宁效应，如下图，混合气体的击穿强度低于这两种气体各自的击穿强度。,4,电极表面的电子逸出,（1）正离子撞击阴极 （2）光电子发射 （3）强场发射 （4）热电子发射,5,气体中负离子的形成,电子亲合能：可用来衡量原子捕获一个电子的难
2、易，越大则越易形成负离子。,负离子的形成使自由电子数减少，因而对放电发展起抑制作用。,6,带电质点的消失,（1）带电质点的扩散 带电质点从浓度较大的区域向浓度较小的区域的移动，从而使浓度变得均匀的过程，称为带电质点的扩散 （2）带电质点的复合 带异号电荷的质点相遇，发生电荷的传递和中和而还原为中性质点的过程，称为复合。,7,2.2 放电的电子崩阶段,非自持放电和自持放电的不同特点,电流随外施电压的提高而增大，因为带电质点向电极运动的速度加快复合率减小,电流饱和，带电质点全部进入电极，电流仅取决于外电离因素的强弱（良好的绝缘状态）,电流开始增大，由于电子碰撞电离引起的,电流急剧上升放电过程进入了
3、一个新的阶段（击穿）,外施电压小于U0时的放电是非自持放电。电压到达U0后，电流剧增，间隙中电离过程只靠外施电压已能维持，不再需要外电离因素。,8,电子崩的形成（BC段电流剧增原因）,9,影响碰撞电离的因素,10,2.3 自持放电条件,pd 值较小的情况（汤逊）,（1）汤逊自持放电判据,（2）气体击穿的巴申定律,（3）气体密度对击穿的影响,11,pd 值较大的情况（流注）,原电场明显畸变,二次电子的主要来源是空间的光电离,（1）流注的形成条件,12,流注放电特点：,（2）流注自持放电条件（即形成流注的条件）,汤逊放电理论与流注放电理论的比较：,流注理论可以解释汤逊理论无法说明的pd值大时的放电
4、现象。 两种理论各适用于一定条件的放电过程，不能用一种理论取代另一种理论。,13,半径为r的球间隙的放电特性与极间距d的关系,2.4 不均匀电场中气体放电的特点,稍不均匀电场和极不均匀电场的不同特点,放电具有稍不均匀场间隙的特点击穿电压与电晕起始电压相同,放电具有极不均匀场间隙的特点电晕起始电压明显低于击穿电压,放电过程不稳定，分散 属于过渡区,14,极不均匀电场中的电晕放电,（1）电晕放电的起始场强,是气体相对密度；m1表面粗糙度系数，理想光滑导线取1，绞线0.80.9； 好天气时m2=1，坏天气时m2可按0.8估算。,15,（2）电晕放电的危害与对策,16,（2）电晕放电的利用,在某些情况
5、下可以利用电晕放电产生的空间电荷来改善极不均匀场的电场分布，以提高击穿电压。,导线板电极的空气间隙击穿电压（有效值）与间隙距离的关系 1D=0.5mm 2D=3mm 3D=16mm 4D=20mm 虚线尖-板电极间隙 点划线均匀场间隙,17,不均匀电场中放电的极性效应,负极性棒板间隙的电晕起始电压比正极性棒板电极低 负极性棒板间隙击穿电压比正极性棒板电极高,18,2.5 放电等离子体,等离子体：带正电荷粒子和带负电荷粒子几乎等量混合，整体呈电中性的一种集合体。 等离子体的分类： （1）等温等离子体：电子温度与离子温度、气体温度相等时的等离子体称为等温等离子体。 （2）不等温等离子体：电子温度与离子温度、气体温度不相等时的等离子体称为不等温等离子体。,19,2.5 放电等离子体,等离子体的术语： （1）缓和时间 （2）德拜半径 （3）电子等离子体振动 （4）磁场中等离子体粒子 （5）电导率,20,2.5 放电等离子体,平衡等离子体：等温等离子体中离子、电子和中性气体分子的平均热运动动能相等，与各自的成分无关，处于热平衡状态，称为平衡等离子体。 非平衡等离子体：在电子和离子的碰撞过程中，由于电子与离子的质量相差很大，电子只能把很少一部分能量传给离子。电子虽然在碰撞过程中损失掉小部分能量，但很快又会从外电场获得能量。因此，电子温度高于离子温度，形成所谓的非平衡态等离子体。,21,
