六氟化硫气体中的放电

1、六氟化硫气体中的放电n气体中电子和离子n气体间隙的击穿特性nSF6气体间隙的击穿特性一.气体中带电质点的产生n气体分子的电离n电子或正离子与气体分子的碰撞（碰撞电离）n各种光辐射（光电离）n高温下气体中的热能（热电离）n负离子的形成n金属的表面电离n正离子碰撞阴极n光电效应n强场发射n热电子放射电子碰撞过程n激励n碰撞电离n附着n复合n分离二.几个定义n电子电离系数（）n表示一个电子在电场方向单位长度行程内新电离出的电子数n附着系数（）n表示一个电子在电场方向单位长度行程内可能被吸附的次数n有效电离系数n表示以上两者的差值碰撞电离形成电子崩电子崩的发展n非电负性气体n电负性气体均匀电场中的击穿

2、n汤逊理论n观点：电子碰撞电离是维持自持放电的主要因素n适用条件：对气压较低、pd值较小时的放电比较适用n流注理论n观点：电子碰撞电离及空间光电离是维持自持放电的主要因素，并强调空间电荷畸变电场作用n适用条件：可以解释汤逊理论不能说明的pd很大时的放电现象，比较符合工程中通常情况电子崩的发展及空间电荷对电场的畸变(a)电子崩示意图(b)电子崩中空间电荷的浓度分布(c)空间电荷的电场(d)合成电场空间电荷引起电场分布的畸变机理 S p a c e C h a r ge + - EC 1 E EC 2 S p a c e C h a r ge - + EC 1 E EC 2 EI n t e r

3、f a c e= E -EC 1 EB u l k= E + EC 2 EI n t e r f a c e= E + EC 1 EB u l k= E -EC 2 界面场强被削弱了界面场强被削弱了 界面场强被增强了界面场强被增强了可导致介质击穿电压升高 可导致介质击穿电压下降同极性空间电荷的积累同极性空间电荷：同极性空间电荷： 电介质在外加电场的作电介质在外加电场的作用下，在金属电极与电用下，在金属电极与电介质之间的界面上积聚介质之间的界面上积聚了与施加在该电极上的了与施加在该电极上的电压极性相同的电荷，电压极性相同的电荷，这些电荷称为同极性空这些电荷称为同极性空间电荷间电荷特点：特点：同极

4、性空间电荷同极性空间电荷削弱了金属电极与介质削弱了金属电极与介质间的界面场强，结果可间的界面场强，结果可导致介质整体击穿电压导致介质整体击穿电压的提高，如（的提高，如（b b）所示。）所示。当极性翻转时，可导致当极性翻转时，可导致击穿电压下降，如（击穿电压下降，如（c c）所示所示 x x x t = 0 C h a r ge f o r ma t i o n P o l a r i t y r e ve r s e d ( a ) ( b ) ( c ) + + + - - - 异极性空间电荷的积累异极性空间电荷：异极性空间电荷： 电介质在外加电场的作电介质在外加电场的作用下，在金属电极与电

5、用下，在金属电极与电介质之间的界面上积聚介质之间的界面上积聚了与施加在该电极上的了与施加在该电极上的电压极性相反的电荷，电压极性相反的电荷，这些电荷称为异极性空这些电荷称为异极性空间电荷间电荷特点：特点：异极性空间电荷异极性空间电荷增强了金属电极与介质增强了金属电极与介质间的界面场强，结果可间的界面场强，结果可导致介质整体击穿电压导致介质整体击穿电压的降低，如（的降低，如（b b）所示。）所示。当极性翻转时，可导致当极性翻转时，可导致击穿电压升高，如（击穿电压升高，如（c c）所示所示 x x x t = 0 C h a r ge f o r ma t i o n P o l a r i t

6、y r e ve r s e d ( a ) ( b ) ( c ) + + + - - - 不均匀电场中的击穿n特殊之处：电晕放电n注意：不均匀场条件下，汤逊和流注判据只是在不计算电晕空间电荷效应时能计算电晕起始电压，很多绝缘系统你是不能允许出现稳定电晕的，因此该种情况下电晕起始电压也就成了绝缘设计的基础。n彼得逊指出：在实际条件下，流注理论更适合于不均匀电n巴申定律：击穿电压只是pd乘积的函数而与p和d的数值无关三.SF6气体间隙的击穿特性n均匀电场nSF6气体具有高电气强度n电负性气体具有较强的附着过程n电极表面状态对击穿电压存在影响n金属微粒或灰尘会大大降低击穿电压n相同条件下， SF6气体的击穿电压具有一定分散性n面积效应n稍不均匀电场n饱和现象：随着间隙距离的增加，击穿电压的增加出现饱和现象n极性效应：负极性时的击穿电压比正极性时低，因此绝缘尺寸常由负极性击穿电压决定极不均匀电场中的放电nSF6在极不均匀电场中击穿电压下降的程度比空气大n饱和现象冲击击穿特性（与空