2.4-气体电介质的击穿特性(不均匀电场中气体的击穿过程).pptx

均匀电场中，气体间隙的击穿主要由电子的碰撞游离和正离子撞击阴极表面造成的表面游离所引起。电子碰撞游离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞击阴极表面使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。自持放电的条件：必须使一个电子在走完整个间隙距离后所完成的碰撞游离次数不少于某一个常数。汤逊理论是用电子碰撞游离和阴极表面游离来说明pd较小时的放电现象的。Pd较大时，放电过程及现象出现了新的变化，因而在大量实验研究的基础上，提出了流注放电理论。流注理论认为电子的碰撞游离和空间光游离是形成自持放电的主要因素，空间电荷对电场的畸变作用是产生光游离的重要原因。放电自持的条件是：当主电子崩的电荷达到一定数量，使电场畸变到一定程度并造成足够的光游离，流注才能形成。任务一：
不均匀电场中气体击穿过程分析

任务二：
不同电压形式下空气间隙的击穿过程分析
1、持续电压作用下空气的击穿电压
2、冲击电压下空气的击穿电压
不均匀电场类型的划分：在均匀电场中，气体间隙内的流注一旦形成，放电达到自持的程度，气隙就被击穿。而在不均匀电场中，情况就更复杂。电气设备绝缘结构中的电场大多是不均匀的。根据其放电特点，不均匀电场可分为稍不均匀电场和极不均匀电场。
要明确划分稍不均匀场和极不均匀常比较困难，通常用
电场的不均匀系数来大致划分。不均匀系数f等于气隙
中最大场强Emax与平均场强Eav的比值:

不均匀电场放电特点不均匀电场中气体击穿过程的分析2.电晕放电的起始电压和起始场强极不均匀电场有如下特征：
（1）极不均匀电场的击穿电压比均匀电场低；
（2）极不均匀电场如果是不对称电极，则放电有极性效应；
（3）极不均匀电场具有特殊的放电形式——电晕放电。电晕放电的不利影响4、噪声干扰电晕放电在生活中的应用电晕放电的有利之处：限制电晕的方法2、对输电线路采用分裂导线下列哪项不是电晕放电的条件（）。
A、不均匀电场
B、电极附近
C、均匀电场
D、电极曲率半径小二、极性效应图2负棒－正板间隙中空间电荷
对外电场的影响作用对“棒-板”气隙，棒极为（）时，不容易发生电晕放电。
A、正极性
B、负极性
C、无论正极性还是负极性输电线路和电气设备外绝缘的空气间隙大都属于极不均匀电场的情况，所以在工频高电压的作用下，击穿发生在外加电压为正极性的那半周内。
在进行外绝缘的冲击电压实验时，也往往施加正极性冲击电压，因为此时电气强度较低。长间隙的击穿（d＞1m时）
1.先导放电阶段
具有热游离过程的通道称为先导通道。
2.主放电阶段
温度更高、电导更大，轴向电场更小的等离子
体火花通道。此时，间隙接近于短路状态，气
隙完全丧失了绝缘性能。由于间隙越长，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比短间
隙的平均击穿场强低。1、与均匀电场相比，不均匀电场中气隙的放电具有一系列
自身的特点，如间隙击穿前存在明显的电晕放电（局部放电
）;不对称间隙中放电存在极性效应（负极性击穿电压高于
正极性击穿电压）;长间隙击穿过程中存在先导阶段（故其
平均击穿场强比短间隙或均匀电场中的平均击穿场强要低得
多）
2、电晕有利也有弊，在实际工作中要给予区分和不同的处
理。防止电晕的最根本的措施是增大电极的曲率半径，如在
高压尖端加装屏蔽罩、均压环等措施。空气间隙的击穿场强主要取决于外加电压的种类、电场的均匀程度及气体的状态。
电力工程中的空气间隙一般会受到三种电压的作用：
持续电压、雷电冲击电压、操作冲击电压持续电压指直流电压或工频交流电压。直流电压均匀电场中的击穿电压稍不均匀电场中的击穿电压下列空气间隙中，直流击穿电压最高的是（）。
A、负棒-正板
B、棒-棒
C、正棒-负板
D、板-板雷电冲击电压下空气的击穿电压冲击电压的标准波形（IEC规定）

标准雷电冲击电压波形：1.2/50μs
标准操作冲击电压波形：250/2500μs冲击电压发生器冲击电压击穿时间由于放电时延t1具有分散性，在间隙上多次施加同一电压，有时击穿，有时不击穿。冲击电压幅值越大，T越大，击穿概率越大。工程上采用了击穿概率为50%的冲击电压来表示绝缘耐受冲击电压的大小。用U50%表示。
实际中只要保持波形不变，调整冲击电压峰值至10次电压中有4~6次发生击穿，此电压峰值就可作为50%冲击击穿电压。讨论冲击系数β
多次施加某冲击电压时，放电的概率约为50%，称
为U50%。
在均匀电场和稍不均匀电场中，50%击穿电压接近持续电压下的数值，β≈1，且击穿通常在波头附近伏秒特性的概念伏秒特性的形状
对均匀或稍不均匀电场：
较为平坦，分散性也较小
对极不均匀电场：
较为陡峭，分散性也较大
伏秒特性的意义
能够全面反映间隙在冲击电压作用下的击穿特性。
主要用于比较不同绝缘设备的冲击击穿特性
是电