文档介绍：第二章气体放电的基本理论
高电压工程基础
主讲教师:张博
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气体中带电粒子的产生与消失
汤逊气体放电理论
流注放电理沦
不均匀电场中气隙的放电特性
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那些日常现象属于气体放电现象?
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高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。由于气体绝缘介质不存在老化的问题,在击穿后也有完全的绝缘自恢复特性,再加上其成本非常廉价,因此气体(空气)成为了在实际应用中最常见的绝缘介质。
例如:高压架空输电线路绝缘
气体击穿过程的理论研究虽然还不完善,但是相对于其他几种绝缘材料来说最为完整。因此,高电压绝缘的论述一般都由气体绝缘开始。
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气体放电:当作用在气体上的电压或者说电场强度超过某一临界值时,气体就会突然失去绝缘性能而发生放电现象。
气隙的击穿:放电导致气体间隙短路
气体放电种类:(电源的容量、气压、电场类型等因素决定)
辉光放电:电源容量较小时,气隙间的放电则表现为充满整个间隙辉光放电;
火花放电:在大气压下或者更高气压下,放电则表现为跳跃性的火花
电弧放电:当电源容量较大且内阻较小时,放电电流较大,并出现高温的电弧
局部放电(电晕放电):在极不均匀电场中,还会在间隙击穿之前,只在局部电场很强的地方出现放电,但这时整个间隙并未发生击穿
沿面放电:气体介质与固体介质的交界面上沿着固体介质的表面而发生在气体介质中的放电;当沿面放电发展到使整个极间发生沿面击穿时称为沿面闪络。
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气体中的放电工业应用:
电火花加工、电弧冶炼、电晕除尘、水果及蔬菜保鲜、污水及废气的净化处理等
研究气体放电的目的:
了解气体在高电压(强电场)作用下逐步由电介质演变成导体的物理过程
掌握气体介质的电气强度及其提高方法
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1、带电粒子的产生
第一节气体中带电粒子的产生与消失
电离是指电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和正离子的过程。
电离方式可分为:
碰撞电离
光电离
热电离
表面电离
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(1)碰撞电离
电子或离子在电场作用下加速所获得的动能( )与质点电荷量(e)、电场强度( )以及碰撞前的行程( )
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式中:
:电子的电荷量;
:外电场强度;
:电子移动的距离
高速运动的质点与中性的原子或分子碰撞时,如原子或分子获得的能量等于或大于其电离能,则会发生电离。因此,电离条件为:
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为使碰撞能导致电离,质点在碰撞前必须经过的距离为:
式中为气体的电离电位,在数值上与以eV为单位的相等
的大小取决于场强E,增大气体中的场强将使值减少。可见提高外加电压将使碰撞电离的概率和强度增大。
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