知识点2气体的绝缘性能

供用电技术专业教学资源库主讲：王运莉气体的绝缘性能目录CONTENTS1气体中带电粒子的产生和消失2气体放电过程的一般描述3均匀电场中气隙的击穿供用电技术专业教学资源库4不均匀电场中气隙的击穿气体中带电粒子的产生和消失CONTENTS01part供用电技术专业教学资源库气体中带电粒子的产生和消失供用电技术专业教学资源库气体中带电粒子的产生（游离过程）碰撞电离气体介质中粒子相撞，撞击粒子传给被撞粒子能量，使其电离。条件：撞击粒子的总能量（动能、位能）＞被撞粒子的电离能光电离

在光照射下，将光子能量传给粒子，游离出自由电子，由光电离而产生的自由电子称为光电子。必要条件：光子的能量大于气体粒子的电离能。热电离气体的热状态造成的电离，实质仍是碰撞电离和光电离，能量来自气体分子的热能。热电离是热状态下碰撞电离和光电离的综合。表面电离

气体中的电子也可从金属电极表面游离出来。游离需要能量，称逸出功，小于电离能。获得逸出功的途径：

1.热电子发射：金属电极加热，分子动能↑。

2.强场发射或冷发射：电极加上强电场。

3.二次发射：高能量粒子撞击金属电极表面。气体中带电粒子的产生和消失供用电技术专业教学资源库气体中带电粒子的消失中和1受电场力作用流入电极，中和电量。扩散2带电粒子由高浓度区向低浓度区移动，使空间各处的浓度趋于均匀的过程。由热运动造成。复合3带有异号电荷的粒子相遇，发生电荷的传递，中和而还原为中性粒子的过程。复合时异号粒子的静电力起重要作用。气体中带电粒子的产生和消失供用电技术专业教学资源库游离和复合的关系010202

两种过程在气体中同时存在，条件不同，强弱程度不同。游离主要发生在强电场区、高能量区；复合发生在低电场、低能量区。游离过程吸收能量产生电子等带电质点，不利于绝缘；复合过程放出能量，使带电质点减少消失，有利于绝缘。01气体放电过程的一般描述CONTENTS02part供用电技术专业教学资源库气体放电过程的一般描述供用电技术专业教学资源库

（A段）外加电压很小时，气隙中的电流是由外界因素所造成的电子和离子所形成的。

(B

段）随电压↑，这些质点中和后，电流饱和，仍有极微小的泄漏电流。

(C段）场强高达某一定值后，气体发生连续的碰撞电离，向雪崩似的增长，称电子崩。电流大增。（一）气体放电过程的一般描述供用电技术专业教学资源库（二）非自持放电

气体放电过程的一般描述供用电技术专业教学资源库（三）此后的发展随电场情况不同均匀电场气隙击穿不均匀电场自持放电形成电晕Ｕ↑→火花击穿（Ｓ小）→刷形放电（Ｓ大）Ｕ↑↑→火花击穿当电源功率大时，火花击穿迅速变成电弧均匀电场中气隙的击穿CONTENTS03part供用电技术专业教学资源库均匀电场中气隙的击穿供用电技术专业教学资源库汤逊放电理论（适用范围：低气压、短间隙、均匀电场）

解释

由天然辐射作用产生电离生成正离子和电子，在高电场作用下，电子加速碰撞气体分子，产生新的电子和离子，形成电子崩。正离子撞击阴极又会产生新的电子崩。即使外界不传给起始电子，放电过程能持续下去，这种放电现象称为自持放电。汤逊放电理论的实质是：电子碰撞游离是气体放电的主要原因。实质均匀电场中气隙的击穿供用电技术专业教学资源库

实际意义将气隙抽真空（减小p）或加大气隙气压，均能提高气隙的绝缘强度（U升高）均匀电场中气隙的击穿供用电技术专业教学资源库流注理论（适用范围：高气压、短间隙、不均匀、均匀电场中。）

解释

电子的碰撞游离和光电离是气体放电的主要原因，并强调空间电荷畸变电场的作用。实质均匀电场中气隙的击穿供用电技术专业教学资源库长间隙的放电机理以棒对平板的长间隙进行分析：在棒电极头部电场高的地方发生多个局部流注放电，即先导；先导到达平板电极时，将两电极跨接起来；电源供给很大能量，先导转为主放电，即绝缘被击穿。不均匀电场中气隙的击穿CONTENTS04part供用电技术专业教学资源库不均匀电场中气隙的击穿供用电技术专业教学资源库局部放电（电晕放电）在极不均匀电场中电极曲率半径小的附近空间的局部场强很大，造成局部放电。在极不均匀电场中电极曲率半径小的附近空间的局部场强很大，造成局部放电。电晕放电的现象不均匀电场中气隙的击穿供用电技术专业教学资源库

辉光放电（低气压，小功率）火花或电弧放电（高气压）

电晕放电（极不均匀电场中的局部放电）沿面放电（沿固体介质表面的气体放电气体放电的几种形式