高电压技术复习资料

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1、高电压技术复习资料第1章气体放点的物理过程1.电离是指电子脱离原子的束缚而形成自由电子、正离子的过程．电离是需要能量的，所需能量称为电离能Wi(用电子伏eV表示，也可用电离电位Ui=Wi/e表示)2.根据外界给予原子或分子的能量形式的不同，电离方式可分为热电离、光电离、碰撞电离（最重要）和分级电离。3.阴极表面的电子溢出：（1）正离子撞击阴极：正离子位能大于2倍金属表面逸出功。（2）光电子发射：用能量大于金属逸出功的光照射阴极板。光子的能量大于金属逸出功。（3）强场发射：阴极表面场强达到106V/cm（高真空中决定性）（4）热电

2、子发射：阴极高温4.气体中负离子的形成：电子与气体分子或原子碰撞时，也有可能发生电子附着过程而形成负离子，并释放出能量（电子亲合能）。电子亲合能的大小可用来衡量原子捕获一个电子的难易，越大则越易形成负离子。34负离子的形成使自由电子数减少，因而对放电发展起抑制作用。SF6气体含F，其分子俘获电子的能力很强，属强电负性气体，因而具有很高的电气强度。5.带点质点的消失：（1）带电质点的扩散：带电质点从浓度较大的区域向浓度较小的区域的移动，使带电质点浓度变得均匀。电子的热运动速度高、自由行程大，所以其扩散比离子的扩散快得多。（2）带电

3、质点的复合：带异号电荷的质点相遇，发生电荷的传递和中和而还原为中性质点的过程，称为复合。带电质点复合时会以光辐射的形式将电离时获得的能量释放出来，这种光辐射在一定条件下能导致间隙中其他中性原子或分子的电离。6.气体间隙中电流与外施电压的关系：第一阶段：电流随外施电压的提高而增大，因为带电质点向电极运动的速度加快复合率减小第二阶段：电流饱和，带电质点全部进入电极，电流仅取决于外电离因素的强弱（良好的绝缘状态）第三阶段：电流开始增大，由于电子碰撞电离引起的电子崩第四阶段自持放电：电流急剧上升放电过程进入了一个新的阶段（击穿）外施电压

4、小于U0时的放电是非自持放电。电压到达U0后，电流剧增，间隙中电离过程只靠外施电压已能维持，不再需要外电离因素。自持放电7.电子碰撞电离系数α：代表一个电子沿电力线方向行经1cm时平均发生的碰撞电离次数。8.34自持放电的条件：必须在气隙内初始电子崩消失之前产生新的电子（二次电子）来取代外电离因素产生的初始电子；实验表明：二次电子的产生与气压气隙长度的乘积（pd）有关:Pd较小，自持放电可由汤逊理论(和巴申定律)解释;Pd较大，自持放电可由流注理论解释。汤逊理论认为二次电子的来源是正离子碰撞阴极表面发生的电子逸出。ad≈lnpd

5、值较大时，放电也是从电子崩开始的，但当电子崩发展到一定阶段后，会产生电离特强、发展速度更快的空间的光电离，形成流注（等离子体）。流注的发展速度比电子崩的快一个数量级，且出现曲折分支。流注理论认为，二次电子的主要来源是空间的光电离。一旦出现流注，放电就可以由空间光电离空间光电离自持维持；若电场均匀，间隙将被击穿。ad=ln流注理论可以解释汤逊理论无法说明的pd值大时的放电现象。两种理论各适用于一定条件的放电过程，不能用一种理论取代另一种理论。两种理论的自持放电条件具有完全相同的形式，但两者维持放电的过程不同。（书上的这一段话要好好

6、看，三种现象以后好像考研面试有用）9.稍不均匀电场中放电的特点与均匀电场中相似，在间隙击穿千看不到有什么放电的迹象，34极不均匀电场中放电则不同，当所加电压达到某一临界值时，曲率半径较小的电极附近空间的电场强度首先达到了起始场强E0，在这个局部区域出现蓝紫色的晕光，并伴随有“滋滋”声、电磁辐射和能量损耗。这种仅仅发生在强场区的电晕放电是一种自持放电。10.电场不均匀系数：f=/，即间隙中最大场强与平均场强的比值。通常f4时为极不均匀电场。11.极不均匀电场间隙中自持放电条件即是电晕起始的条件。在12.在极不均匀电场中，放电一定从

7、曲率半径较小的那个电极表面开始，与该电极极性无关。但后来的发展过程、气隙的电气强度、击穿电压等都与该电极的极性有密切的关系。极不均匀电场中的放电存在着明显的极性效应。同一间隙在不同电压极性下的电晕起始电压不同，击穿电压也不同，这就是放电的极性效应。13.正极性(棒)电晕放电棒极带正电位时，电子崩头部的电子到达棒极后即被中和，棒极附近空间留下许多正离子。这些正离子虽朝板极移动，但速度很慢而暂留在棒极附近。这些正空间电荷削弱了棒极附近的电场强度，而加强了正离子群外部空间的电场。第3章气体间隙的击穿场强1.均匀电场中的击穿：（特点）1

8、）均匀电场中电极布置对称，击穿无极性效应；342）均匀场间隙中各处电场强度U相等，击穿所需时间极短，直流击穿电压、工频击穿电压峰值、50%冲击击穿电压相同；3）击穿电压的分散性很小。间距1－10cm均匀电场击穿场强为30kV/cm。2.冲击电压的标准波形：（这个