第二章 气体击穿的理论分析和空气间隙绝缘.ppt

文档介绍：第二章 气体击穿的理论分析和空气间隙绝缘
第一页，共111页。
主要内容
气体放电主要形式简介
带电质点的产生
带电质点的消失
均匀电场中气体击穿的发展过程

银

铜

铁

氧化铜


第二十页，共111页。
第二节 带电质点的产生
四、金属表面电离
(二) 光电效应
光子也可能被反射、吸收(热能)，仅一小部分使电子逸出
E
负极
正极
第二十一页，共111页。
第二节 带电质点的产生
四、金属表面电离
(三) 场致发射
一般气隙中不会发生，在高气压、高真空条件下可能存在
E
负极
正极
电场阈值
第二十二页，共111页。
第二节 带电质点的产生
四、金属表面电离
(三) 热电子发射
E
负极
正极
加热
第二十三页，共111页。
第三节 带电质点的消失
E
负极
正极
带电粒子消失的三条途径：复合、扩散和中和
复合
中和
扩散
第二十四页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
一、非自持放电和自持放电
非自持放电：去掉外电离因素后放电随即停止。
自持放电：仅由电场的作用而维持的放电
自持放电起始电压
第二十五页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
二、汤逊气体放电理论
(一) 过程引起的电流
1、电子崩的形成
E
负极
正极
初始电子
碰撞电离
电子倍增
碰撞电离
电子崩
崩头
崩尾
第二十六页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
2、 过程引起的电流
电子碰撞电离系数α
1 cm， 碰撞电离平均次数
电子数：
电流：
第二十七页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
3、 的分析
α的定义
E增大，α急剧增大；p很大或很小时，α均很小。
第二十八页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
3、 的分析
第二十九页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
3、 的分析
第三十页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
(二)、 及 过程同时引起的电流
1. 过程
过程:正离子沿电场方向行经1cm时，平均发生
的碰撞电离次数。
过程:正离子碰撞阴极，气体空间形成的光子引
发的电极表面光电离。
第三十一页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
2、 及 过程同时引起的电流
单位时间内阴极单位面积产生电子总数：
到达阳极后的电子总数为：
于是可建立关系式：
第三十二页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
3、系数 的大致数值
于是可得：
第三十三页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
(三)、均匀电场中的击穿电压

在均匀电场下，就是击穿的条件
、巴申定律
温度不变时，均匀电场
中气体击穿电压Ub是pd
的函数。
第三十四页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
(三)、均匀电场中的击穿电压

对于空气，击穿电压极小值对应(pd)min=(cm·133Pa)
第三十五页，共111页。
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
(四)、汤逊理论的适用范围
气压很低时(真空），场致发射起作用，机理改变。
气压很高时，很多击穿现象无法在汤逊理论范围内解释。
1. 放电外形：带有分支的明亮细通道。
2. 放电时间：放电时间较长（理论值）
3. 击穿电压：在pd较大时，计算值与实测值的差别较大。
4. 阴极材料：在大气压下空气中实测得到的击穿