气体放电理论(二)PPT推荐.ppt

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电场大大削弱，有助于发生复合过程，发射出光子62.2.流注阶段流注阶段n当电子崩走完整个间隙后，大密度的头部空间电荷大大加强了外部的电场，并向周围放射出大量光子n光子引起空间光电离，其中的光电子被主电子崩头部的正空间电荷所吸引，在受到畸变而加强了的电场中，造成了新的电子崩，称为二次电子崩光电离、二次崩光电离、二次崩1主电子崩2二次电子崩3流注7正流注的形成正流注的形成n二次电子崩中的电子进入主电子崩头部的正空间电荷区（电场强度较小），大多形成负离子。

大量的正、负带电质点构成了等等离离子子体体，这就是正流注正流注n流注通道导电性良好，其头部又是二次电子崩形成的正电荷，因此流注头部前方出现了很强的电场1主电子崩2二次电子崩3流注8正流注向阴极推进正流注向阴极推进n流注头部的电离放射出大量光子，继续引起空间光电离。

流注前方出现新的二次电子崩，它们被吸引向流注头部，延长了流注通道n流注不断向阴极推进，且随着流注接近阴极，其头部电场越来越强，因而其发展也越来越快n流注发展到阴极，间隙被导电良好的等离子通道所贯通，间隙的击穿完成，这个电压就是击穿电压9在电离室中得到的初始电子崩照片图a和图b的时间间隔为110-7秒p=270毫米汞柱，E=10.5千伏/厘米初始电子崩转变为流注瞬间照片p273毫米汞柱E=12千伏/厘米电子崩在空气中的发展速度约为电子崩在空气中的发展速度约为1.25107cm/s10在电离室中得到的阳极流注发展过段的照片在电离室中得到的阳极流注发展过段的照片正流注的发展速度约为正流注的发展速度约为11082108cm/s11自持放电条件自持放电条件一一旦旦形形成成流流注注，放放电电就就进进入入了了新新的的阶阶段段，放放电电可可以以由由本本身身产产生生的的空空间间光光电电离离而而自自行行维维持持，即即转转入入自自持持放放电电了了。

如如果果电电场场均均匀匀，间间隙隙就就将将被被击击穿穿。

所所以以流流注注形形成成的的条条件件就就是是自自持持放放电电条条件，在均匀电场中也就是导致击穿的条件件，在均匀电场中也就是导致击穿的条件123.3.流注理论对流注理论对pdpd很大时放电现象的解释很大时放电现象的解释1放电外形放电外形Pd很大时，放电具有通道形式很大时，放电具有通道形式流注出现后，对周围空间内的电场有屏蔽作用流注出现后，对周围空间内的电场有屏蔽作用当当某某个个流流注注由由于于偶偶然然原原因因发发展展更更快快时时，将将抑抑制制其其它它流流注注的形成和发展，并且随着流注向前推进而越来越强烈的形成和发展，并且随着流注向前推进而越来越强烈二二次次电电子子崩崩在在空空间间的的形形成成和和发发展展带带有有统统计计性性，所所以以火火花花通道常是曲折的，并带有分枝通道常是曲折的，并带有分枝电电子子崩崩不不致致影影响响到到邻邻近近空空间间内内的的电电场场，不不会会影影响响其其它它电电子崩的发展，因此汤逊放电呈连续一片子崩的发展，因此汤逊放电呈连续一片-辉光放电辉光放电132放放电电时时间间光子以光速传播，所以流注发展速度极快，这就可以说明pd很大时放电时间特别短的现象。

3阴阴极极材材料料的的影影响响根据流注理论，维持放电自持的是空间光电离，而不是阴极表面的电离过程，这可说明为何很大Pd下击穿电压和阴极材料基本无关了。

14四、不均匀电场中气体击穿的发展过程四、不均匀电场中气体击穿的发展过程球间隙的工频放电电压的变动情况：

球间隙的工频放电电压的变动情况：

1击穿电压击穿电压2电晕起始电压电晕起始电压3刷状放电电压刷状放电电压4过渡区域过渡区域d02D；

d04D当当dd0时；

电场已不均匀，当电场还明显低于击穿电压时，出现电晕时；

电场已不均匀，当电场还明显低于击穿电压时，出现电晕放电、刷状放电放电、刷状放电；

d0和和d0之间；

过渡区域，放电过程不很稳定，击穿电压分散性很大之间；

过渡区域，放电过程不很稳定，击穿电压分散性很大当当dd0时；

电晕起始电压己开始变得低于击穿电压了时；

电晕起始电压己开始变得低于击穿电压了15根据电场均匀程度和气体状态，可出现不同情况根据电场均匀程度和气体状态，可出现不同情况n电场比较均匀的情况电场比较均匀的情况放放电电达达到到自自持持时时，在在整整个个间间隙隙中中部部巳巳达达到到相相当当数数值值。

这时和均匀电场中情况类似这时和均匀电场中情况类似n电场不均匀程度增加但仍比较均匀的情况电场不均匀程度增加但仍比较均匀的情况当当大大曲曲率率电电极极附附近近达达到到足足够够数数值值时时，间间隙隙中中很很大大一一部部分分区区域域也也都都已已达达相相当当数数值值，流流注注一一经经产产生生，随随即即发发展展至贯通整个间隙，导致间隙完全击穿至贯通整个间隙，导致间隙完全击穿n电场极不均匀的情况电场极不均匀的情况当当大大曲曲率率电电极极附附近近很很小小范范围围内内已已达达相相当当数数值值时时，间间隙隙中中大大部部分分区区域域值值都都仍仍然然很很小小，放放电电达达到到自自持持放放电电后后，间间隙隙没没有有击击穿穿。

电电场场越越不不均均匀匀，击击穿穿电电压压和和电电晕晕起起始始电压间的差别也越大电压间的差别也越大16引入电场不均匀系数引入电场不均匀系数f表示各种结构的电场的均匀程度表示各种结构的电场的均匀程度f4后，极不均匀电场后，极不均匀电场17特殊放电现象特殊放电现象电晕放电电晕放电n电晕放电现象电晕放电现象电电离离区区的的放放电电过过程程造造成成。

咝咝咝咝的的声声音音，臭臭氧氧的的气气味味，回回路路电电流流明明显显增增加加（绝绝对对值值仍仍很很小小），可可以以测测量量到到能能量量损损失失n脉冲现象脉冲现象（a）时间刻度时间刻度T=125s（b）0.7A电晕电流平均值电晕电流平均值（c）2A电晕电流平均值电晕电流平均值18n电晕起始电压和电晕起始场强电晕起始电压和电晕起始场强是是不不均均匀匀电电场场特特有有的的自自持持放放电电形形式式，起起始始电电压压在在原原理理上上可由自持放电条件求得可由自持放电条件求得n对工程实践有重要意义对工程实践有重要意义不利影响不利影响：

能量损失；

放电脉冲引起的高频电磁波干：

放电脉冲引起的高频电磁波干扰；

噪声；

生化学反应引起的腐蚀作用等扰；

生化学反应引起的腐蚀作用等有利方面：

电晕可削弱输电线上雷电冲击电压波的幅有利方面：

电晕可削弱输电线上雷电冲击电压波的幅值及陡度；

利用电晕放电改善电场分布，值及陡度；

利用电晕放电改善电场分布，提高击穿电压提高击穿电压；

利用电晕放电除尘等；

利用电晕放电除尘等19极不均匀电场中的放电过程（短间隙）极不均匀电场中的放电过程（短间隙）以棒板间隙为例以棒板间隙为例1.非自持放电阶段非自持放电阶段n当棒具有正极性时当棒具有正极性时在在棒棒极极附附近近，积积聚聚起起正正空空间间电电荷荷，减减少少了了紧紧贴贴棒棒极极附附近近的的电电场场，而而略略微微加加强强了了外外部部空空间间的的电电场场，棒棒极极附附近近难难以以造造成成流流注注，使使得得自自持持放放电电、即即电电晕晕放放电电难难以形成以形成Eex外电场Esp空间电荷的电场20n当棒具有负极性时当棒具有负极性时电电子子崩崩中中电电子子离离开开强强电电场场区区后后，不不再再引引起起电电离离，正正离离子子逐逐渐渐向向棒棒极极运运动动，在在棒棒极极附附近近出出现现了了比比较较集集中中的的正空间电荷，使电场畸变正空间电荷，使电场畸变棒棒极极附附近近的的电电场场得得到到增增强强，因因而而自自持持放放电电条条件件就就易易于于得得到到满满足足、易易于于转转入入流流注注而形成电晕放电而形成电晕放电Eex外电场Esp空间电荷的电场21极性效应极性效应实验表明：

实验表明：

1棒棒板板间间隙隙中中棒棒为为正正极极性性时时电电晕晕起起始始电电压压比比负负极性时略高极性时略高U+（电晕）（电晕）U-（电晕）（电晕）2工频电压工频电压U升高升高电晕现象？

电晕现象？

222.流注发展阶段流注发展阶段n当棒具有正极性时当棒具有正极性时流流注注等等离离子子体体头头部部的的正正电电荷荷减减弱弱等等离离子子体体中中的的电电场场，而而加加强其头部电场（曲线强其头部电场（曲线2）电电场场加加强强的的流流注注头头部部前前方方产产生生新新电电子子崩崩，其其电电子子吸吸引引入入流流注注头头部部正正电电荷荷区区内内，加加强强并并延延长长流流注注通通道道，其其尾尾部部的的正正离子构成流注头部的正电荷离子构成流注头部的正电荷流流注注及及其其头头部部的的正正电电荷荷使使强强电电场场区区更更向向前前移移（曲曲线线3），促促进进流流注注通通道道进进一一步步发发展展，逐逐渐向阴极推进渐向阴极推进23n当棒具有负极性时当棒具有负极性时棒棒极极的的强强电电场场区区产产生生大大量量的的电电子子崩崩，汇汇入入围围绕绕棒棒极极的的正正空空间间电电荷荷，等等离离子子体体层层呈呈扩扩散散状状分分布布，削削弱弱前前方方电电场场（曲曲线线2）在在相相当当一一段段电电压压升升高高的的范范围围内内，电电离离只只在在棒棒极极和和等等离离子子体体层层外沿之间的空间内发展外沿之间的空间内发展等等离离子子体体层层前前方方电电场场足足够够强强后后，发发展展新新电电子子崩崩，其其正正电电荷荷加加强强等等离离子子体体层层前前沿沿的的电电场场，形形成成了大量二二次次电电子子崩崩，汇汇集集起起来来后后使使得得等等离离子子体体层层向向阳极推进阳极推进24极性效应极性效应实验表明：

1棒棒板板间间隙隙中中棒棒为为负负极极性性时时击击穿穿电电压压比比正正极极性性时高时高U+（击穿）（击穿）UU（气）气）UU（沿面沿面）在表面潮湿污染的情况下，沿面闪落电压会更低。

在表面潮湿污染的情况下，沿面闪落电压会更低。

2.6沿面放电和污闪事故30

（1）平行：

）平行：

固体介质处于均匀电场中，且界面与电力线平行，此时的沿面放电特性与均匀电场的情况有些相似。

E固体介质与气体介质交界面上的电场分布状况对沿面放电特性有很大影响。

界面电场分布可分为典型二种情况。

二、沿面放电的类型与特点二、沿面放电的类型与特点31下面就三种情况分别介绍放电特性。

情况一中，虽界面与电力线平行，但沿面闪落电压仍要比空气间隙的击穿电压低很多。

说明电场发生了畸变，主要原因如下：

（2）