第2章-气体放电的基本物理过程(1).ppt

高电压工程基础华南理工大学电力资源浩彦的持有，第二章气体放电的基本物理过程，2.1带电粒子的发生和消亡2.2放电的电子衰变阶段2.3磁保持放电条件2.4非均匀电场中放电的极性效应，2.1带电粒子的发生和消亡，气体中电子和阳离子的发生，(1)热电的发生，(2)，如果混合气体中a气体的准稳定激发状态高于b气体的电离能量，则泛宁效应会出现，因此混合气体的破坏强度可能低于两种气体的屈服强度。原子或分子在此状态下重新获得能量并产生电离称为级电离，此时需要能量Wi-We。半稳定寿命，通常为10-8s，少量10-4-10-5s。16.6eV，15.7eV，如果电极表面的电子逸出，(1)正离子与阴极碰撞，(2)光电发射，(3)强场发射，(4)热电子发射，(2.2)问题，气体中负离子的形成，电子与气体分子或原子碰撞时电子亲和力的大小可以衡量原子抓住电子有多困难，越大，就越容易产生负离子。负离子的形成减少了自由电子的数量，对放电发展起到了抑制作用。SF6气体含有f，其分子捕获电子的能力很强，电负性也很强的气体，所以电强度很高。带电粒子的消亡，(1)带电粒子的扩散带电粒子从浓度较大的区域转移到浓度较小的区域，从而产生称为带电粒子扩散的均匀浓度的过程。电子的热运动速度快，自由移动多，因此其扩散比离子扩散快得多。(2)带电荷的粒子的复合与带其他电荷的粒子相遇，发生电荷的传递和中和，还原成中性粒子的过程称为复合体。带电粒子结合在一起，以光的辐射形式释放电离时获得的能量，这种光辐射在一定的条件下，可以引起间隙中其他中性原子或分子的电离。带电粒子的复合率与正负电荷的浓度相关，浓度越大，复合率越高。2.2放电的电子衰变阶段，非磁性放电和磁保持放电的其他特性，电流提高带电粒子移动到电极的速度复合率降低，电流饱和，带电粒子均进入电极，电流只根据外部电离因素的强度(良好的绝缘状态)开始增加，电子碰撞电离引起的电流急剧上升放电过程进入新阶段(破坏)电压达到 U0时，电流急剧增加，间隔内的电离过程只能维持在外部电压，不再需要外部电离元素，这称为自保留放电。定义，电子衰变的形成(BC段电流激增的原因)，定义，影响碰撞电离的因素，自由行程分布，n0，x，n，dx，P大或P大，P很小，自由行程概率，2.3自持放电条件，PD值小的情况下(1)汤森自持放电标准，(2)气体击穿巴辛定律，(3)气体密度对破坏作用的影响，(2)电子源：阳离子轰击阴极，PD值大的情况下(流理论)，测量放电正，流动注射形成的必要条件是电子衰变得到充分发展后，电子衰变的空间电荷大幅度扭曲原始电场，大大加强衰变头和衰变的电场。由于电子衰变的电荷密度很高，复合过程频繁发射的光子容易在衰变头或衰变强电场区产生光电离解。二次电子的主要来源是空间的光电池。(1)流动注射形成条件，(2)流动注射自保留放电条件(即形成流动注射的条件)，汤森放电理论与流动放电理论的比较：流动注射理论可以解释sprosson理论无法解释的PD值较大的情况下的放电现象。如果放电是未填满整个电极空间的细通道形式，则火花通道呈锯齿状显示，或者放电延迟远小于通过极间距离的离子的原因，以及击穿电压与阴极材料无关的情况。两种理论分别适用于一定条件的放电过程，不能用一种理论代替另一种理论。汤姆森放电、流动放电、电晕放电、辉光放电、电弧放电等多种放电类型。对于电负性气体，强电负性气体，除和过程外，还必须考虑工艺(电子附着工艺)。的定义类似于，单个电子在电力线方向通过1厘米时产生的平均电子附着数。电负性气体中有效的碰撞电离系数如下。因为气体，强的电负性，自保留放电电场强度比非电负性高很多。以SF6气体为例，在101.3kPa，20 的条件下，均匀电场的击穿场强为EB 89kv/cm，在相同条件下，空气间隙的击穿场强大约为3倍。具有r半径的球隙的放电特性与极间隙d的关系，2.4非均匀电场中气体放电的特征，稍微不均匀电场和极不均匀电场的其他特征，放电具有轻微不均匀场隙的特征击穿电压与电晕起始电压相同，放电具有极不均匀场隙的特征电晕起始电压明显低于击穿电压，放电过程不稳定，分布在过渡区，极不均匀电场中的电晕放电，(1)M1表面粗糙度系数，理想光滑线材1，纽结0.8至0.9；可以推断出好天气m2=1，坏天气m2等于0.8。(2)电晕放电的危害及对策，(2)利用电晕放电产生的空间电荷，改善极不均匀场的电场分布，提高击穿电压。线材-板电极的气隙降伏电压(有效值)与间隙距离的关系1-d=0.5 mm2-d=3m m3-d=16mm 4-d=20mm虚线-尖端-板电极间隙点螺杆-均匀场间隙潘宁效果。电极表面电子