武汉大学高电压绝缘总结(部分)

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1、一描述电介质电气性能的物理现象和对应的物理量：电介质极化—相对介电常数εr；电介质电导—电导率γ；电介质损耗—介质损耗角正切tgδ；电介质击穿—击穿场强Eb。二．辉光放电：贯穿于整个通道的发光现象。特点：气压不大，功率小，电流密度小，放电区占据整个空间。电弧放电：贯穿于两级的细长明亮通道。特点：较高气压下，电导很大，电压降低。火花放电：贯通两极的断续明亮的细火花。原因：电流突增，导致外回路阻抗上压降增大，放电间隙电压降低，火花熄灭；外回路电压降低，放电间隙再形成火花大气压下、电源功率小。电晕放电：极不均匀电场中，紧贴

2、电极电场最强处出现的发光层。特点：只在极不均匀电场中出现，且随电压升高发光层扩大。刷状放电：电晕放电时，如继续升高电压，从电晕电极伸展出许多明亮放电通道。注意：电晕放电、刷状放电时气隙未击穿，而辉光放电、火花放电、电弧放电均指击穿后的放电现象，且随条件不同，这些放电现象可相互转换。三．质点产生：①光电离:光辐射引起的气体分子的电离过程。外光源(紫外线照射)/激励态原子回到基态/正负离子的复合•②碰撞电离：由于质点碰撞所引起的电离过程。（主要是电子碰撞电离）。是气体中产生带电粒子的最重要的方式。分级电离时能量小于上式。

3、分析气体放电发展过程时，往往只考虑电子所引起的碰撞电离。③热电离：因气体热状态引起的电离过程。热电离实质上是热状态下碰撞电离和光电离的综合。表面电离金属表面电离比气体空间电离更易发生。阴极表面电离在气体放电过程中起着相当重要的作用。①正离子撞击阴极表面：正离子碰撞阴极时把能量（主要是势能）传递给金属极板中的电子，使其逸出金属正离子必须碰撞出一个以上电子时才能产生自由电子逸出的电子有一个和正离子结合成为原子，其余成为自由电子。②光电子发射（光电效应）：高能辐射先照射阴极时，会引起光电子发射，其条件是光子的能量应大于金属

4、的逸出功。③热电子发射：当阴极被加热到很高温度时，其中的电子获得巨大动能，逸出金属表面在许多电子器件中常利用加热阴极来实现电子发射。④强场发射（冷发射）：当阴极表面附近空间存在很强的电场时，能使阴极发射电子。常态下作用气隙击穿完全不受影响；在高气压、压缩的高强度气体的击穿过程中会起一定的作用；真空中更起着决定性作用。另外，电负性气体有负离子的形成：电子碰撞中性的分子或原子没发生电离，也没被反弹回来被中性的分子捕捉，成为自己的束缚电子形成了负离子。形成负离子时可释放出能量,有时需吸收能量有些气体容易形成负离子，负离子的

5、形成起着阻碍放电的作用四．质点消失：①电场作用定向移动消失于电极形成电流，驱引速度Vd=bE，b迁移率。②扩散：在热运动的过程中，粒子从浓度较大的区域运动到浓度较小的区域，从而使每种粒子的浓度分布均匀化的物理过程。特点：气压越低，温度越高，扩散进行的越快。电子的热运动速度大、自由行程长度大，其扩散速度也要比离子快得多。③带电粒子的复合，气体中带异号电荷的粒子相遇而发生电荷的传递与中和，还原为分子的过程。带电粒子的复合过程中会发生光辐射，这种光辐射在一定条件下又成为导致电离的因素参与复合的粒子的相对速度越大，复合概率越

6、小。通常放电过程中离子间的复合更为重要带电粒子浓度越大，复合速度越大，强烈的电离区也是强烈的复合区。五．开始光电离，带电质点速度大，因复合导致消失数目少，消失于电极数目大，电流随电压增大；Ua附近时电流饱和，因电离产生的质点全部落入电极，电流取决于外电离因素与电压无关；达到Ub时，电子在强电场作用下发生碰撞电离，电流增加；电压升高至临界值U0时，电流剧增气体进入良好导电状态。电场均匀U0就是击穿电压，不均匀时电晕起始电压。六．汤逊放电：电子的碰撞电离和正离子撞击阴极造成的表面电离起主要作用。电子崩：由外电离因素产生一

7、个初始电子电子》（电场力作用下，电子沿电场做定向移动）》与中性粒子发生电子碰撞》（中性粒子发生电离）》产生正离子和自由电子》原来的电子和新产生的电子继续移动，不断发生电子碰撞电离》电子数目迅速增加，如同冰山上发生雪崩一样，形成了电子崩。γ过程：正离子撞击阴极引起表面电离和激励状态回到正常状态及复合释放的光子引起的光电离。γ和逸出功有关，因此和电极材料和表面状态有关。自持放电条件物理意义：一个电子从阴极到阳极途中因电子崩（α过程）而造成的正离子数为eαd－1，这批正离子在阴极上造成的二次自由电子数（γ过程）应为γ(eα

8、d－1)，如果它等于1，就意味着那个初始电子有了一个后继电子，从而使放电得以自持。当自持放电条件得到满足时，放电就能自己维持下去。【外电离因素下，阴极表面电离和气体空间电离产生自由电子，电子在电场中加速，发生碰撞电离，形成电子崩，留下的正离子撞击阴极表面γ过程，产生新的自由电子，满足自持放电条件，不断循环最终击穿气体间隙】巴申定律：起始电压U0