气体电介质的击穿特性.ppt

不均匀电场中气体的击穿过程
电晕放电
极性效应
先导主放电
雷击冲击电压的波形
伏秒特性
流注的形成和发展
沿面放电输电线路的电晕起始场强与导线半径及空气密度有关，一般用经验公式来推算，应用最广的是皮克公式：3、电晕放电的效应
（1）电晕电流具有高频脉冲性质，对无线电通讯产生干扰。
（2）电晕使空气发生化学反应，产生O3、NO、NO2。
（3）产生能量损耗。电晕损耗是超高压输电线路设计时必须考虑的因素，坏天气时电晕损耗要比好天气时大得多。
对于500－750kV的超高压输电线路，在天气好时电晕损耗一般不超过几个W/km，而在坏天气时，可以达到100W/km以上。
因此在设计超高压线路时，需要根据不同天气条件下电晕损耗的实测数据和线路参数，以及沿线路各种气象条件的出现概率等对线路的电晕损耗进行估算

降低电晕的方法：
从根本上设法限制和降低导线的表面电场强度。在极不均匀电场中，放电一定从曲率半径较小的那个电极表面开始，与该电极极性无关。
对于电极形状不对称的不均匀电场气隙，如棒——板间隙，棒电极的极性不同时，间隙的起晕电压和击穿电压的大小也不同。这种现象称为极性效应。
原因：棒电极的极性不同时，间隙中的空间电荷对外电场的畸变作用不同。
正棒—负板间隙
当电子崩发展到棒极时，电子进入棒极中和。正离子留在棒极附近以较慢速度向板极运动，正空间电荷使紧贴棒极附近的电场减弱，不易形成流注，放电难以自持，故起晕电压高。而正空间电荷加强了朝向板极的电场，有利于流注向板发展，故击穿电压较低。负棒—正板
阴极表面游离产生的电子通过强场区形成电子崩，电子向板极运动进入弱场区后不再引起游离，并大多形成负离子。因其浓度小，对电场影响小。正空间电荷加强了棒极附近的电场，易形成自持放电，故起晕电压低。朝向板极方向的电场被减弱，流注不易发展，故击穿电压较高。短间隙不均匀电场中的放电过程2024/11/6长间隙不均匀电场中的放电过程结论：
a、长间隙的放电通常分为电子崩、流注、先导放电和主放电四个阶段。
b、短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩、流注和主放电三个阶段。
c、长间隙放电时，炽热的导电通道是在放电发展的过程中建立的，而不是在整个间隙被流注通道贯穿后建立的，先导过程与主放电过程就发展得越充分，所以长间隙的平均击穿场强远小于短间隙的平均击穿场强。持续电压作用下空气的击穿电压特点：电压变化的速度和间隙中放电发展的速度相比极小，故放电发展所需的时间可以忽略不计，只要作用于间隙的电压达到击穿电压，间隙就会发生击穿。一、均匀电场中的击穿电压二、稍不均匀电场中的击穿电压稍不均匀电场的击穿电压与电场均匀度关系极大，没有能概括各种电极结构的统一的经验公式。通常是对一些典型的电极结构做出一批实验数据，实际的电极结构只能从典型电极中选取类似结构进行估算。
电场越均匀，同样间隙距离下的击穿电压越高，其极限就是均匀电场中的击穿电压。三、极不均匀电场中的击穿电压（1）直流电压下（有极性效应）图2-13
同样间隙距离下不同间隙类型的击穿电压比较：
负棒—正板>棒—棒>正棒—负板
（2）工频电压下（有极性效应）图2-14
(d<2cm)棒—板间隙的击穿总是发生在棒极性为正时的半个周期且电压达峰值时，击穿电压（峰值）和直流下正棒负板时的击穿电压相近。
棒—棒间隙的平均击穿场强约为5.36kV/cm(幅值)，棒—板间隙的约为4.8kV/cm(幅值)均匀电场的击穿特点
击穿前无电晕、无极性效应、各种电压作用时其击穿电压（峰值）都相同。
稍不均匀电场的击穿特点
击穿前无稳定电晕、极性效应不明显、各种电压作用时其击穿电压（峰值）几乎一致。
极不均匀电场的击穿特点
击穿前有稳定电晕、有明显的极性效应、外加电压波形对击穿电压影响很大。阴极表面游离γ系数：表示一个正离子撞击阴极表面时使阴极平均逸出的自由电子数。放电由非自持转入自持的条件为

巴申定律：（适用于δd<0.26cm时的放电过程）巴申曲线解释流注理论:(δd>0.26cm时的放电过程)（1）电子崩阶段（b）二次电子崩（2）流注的形成和发展（3）间隙的击穿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110-7秒
p=270毫米汞柱，
E=10.5千伏/厘米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11082108cm/s自持放电条件（二）流注理论对高气压、长间隙（pd很大）放电现象的解释1、字体安装与设置