文档介绍：气体的绝缘强度
长春工程学院 刘望来
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绪论
高电压技术是电工学科的一个重要分支，它主要研究高电压、强电场下各种电气物理问题。
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一、电力系位：V
气体或金属蒸汽
激励电位
游离电位
H2
N2
O2
CO2
H2O
钠蒸汽（Na）
水银蒸汽（Hg）
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2、气体分子本身的游离方式
按照电子获得能量的方式划分游离：
1）碰撞游离：由于碰撞引起的游离。
其条件是撞击质点的能量不小于被撞质点的游离能、并且有足够的作用时间。
碰撞游离是气体放电中主要的带电粒子来源，电子是碰撞游离的主导因素。
红球：气体分子
小绿球：电子
粉色球：正离子
红球带绿球：负离子
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2）光游离：由于高能射线的作用产生的游离。其条件是光子的能量不小于游离能。光游离是起始带电粒子的主要来源。
具有分级游离的特点。
3）热游离：在高温（温度达104 k0）作用下发生的游离。热游离不是一种单独的游离形式，是碰撞游离和光游离的综合。
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3、负离子的形成
能够俘获电子与之结合成一个呈现负电性的分子称为具有电负性。例如：水分子、SF6等。
为什么阴雨天容易触电呢？
具有电负性的分子俘获电子后，使碰撞游离的主导因素降低，所以对放电具有抑制作用。
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4、金属表面游离：
金属中的电子摆脱金属表面的位能势垒的束缚成为自由电子的过程。其条件是电子的能量不小于金属的逸出功。金属的逸出功要比气体的游离能低，所以金属表面游离是气体放电起始电子的主要来源：包括光电子发射、热电子发射、强电场发射和二次发射。
日光灯中起始带电粒子来源于热电子发射。
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二、带电粒子的消失
1、进入电极并中和电量：所有物质的电子都是相同的，但不同物质的正离子是不同的，所以，电子可以进入电极中和电量，而正离子是靠其能量打、拉出电子与之复合。
2、复合：正负带电粒子碰到一起重新形成中性质点的过程。影响复合的主要因素是带电粒子之间的相对运动速度和浓度。带电粒子在固体表面相对运动速度较慢，容易复合，灭弧栅也利用了这一点。
3、扩散：带电粒子从浓度高的区域向浓度低的区域运动。磁吹避雷器、空气断路器等都利用了这一点。
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一、补充的基本概念
1、放电：在电场的作用下由于游离使流过电介质电流增大的现象。
2、击穿：电介质在电场作用下丧失其绝缘性能，形成沟通两极的放电。
3、击穿电压：使电介质失去其绝缘性能所需要的最低、临界、外加电压。
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4、击穿场强：在均匀电场中，使电介质失去其绝缘性能所需要的最低、临界、外加电场强度。
5、绝缘强度：电介质不失去其绝缘性能所能承受的最高、临界、外加电场强度。
6、绝缘水平：电气设备出厂时保证承受的试验电压。
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三、伏安特性曲线
伏安特性曲线：电介质在电场作用下，流过电介质的电流与外加电压的关系曲线。
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放电管中形成一个低气压、短间隙、均匀电场
外界游离因素
代表气体分子
1、试验
R
U
V
G
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B
U
UA
A
I
0
UB
UC
C
O~A段：电流随着电压的升高而增大，但此时电流很小，饱和电流密度为10-19A/cm2的数量级。电阻率达1022Ω·m，空气处于良好的绝缘状态，流过间隙的电流为泄漏电流。
B 点以后：电流为微安级。
C点以后：流过间隙的电流急剧加大，由于回路中串联了保护电阻，此时放电管两端的电压略有下降。
2、伏安特性曲线
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R
U
外界游离因素
代表电子
代表气体分子
G
3、分析
U
I
0
A
UA
1、O～A段
B
UB