高电压技术(全套课件)ppt.ppt

《高电压技术(全套课件)ppt.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高电压技术(全套课件)ppt.ppt（156页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统高电压技术高电压技术篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统绪 论 一一内容与范畴内容与范畴高高电电压压技技术术主主要要研研究究高高电电压压（强强电电场场）下下的的各各种种电电气气物物理理问问题题。它它起起源源于于20世世纪纪初初期期，由由于于大大功功率率、远远距距离离输输电电而而发发展展、形形成成的的一一门门独独立立学学科科，属属于于现现代代物物理理学学中电学的一个分支。中电学的一个分支。学习目的：正确处理电力系统中过

2、电压与绝缘的问题。学习目的：正确处理电力系统中过电压与绝缘的问题。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二高电压技术的研究对象 1.1.电气设备的绝缘电气设备的绝缘：绝缘试验（固、液、气体）绝缘试验（固、液、气体）在在电电场场作作用用下下的的电电气气物物理性能和击穿的理论、规律。理性能和击穿的理论、规律。高高压压试试验验判判断断、监监视视绝绝缘质量的主要试验方法。缘质量的主要试验方法。2.2.电力系统的过电压：电力系统的过电压：过过电电压压及及其其防防护护过过电电压压的成因与限制措施的成因与限制措施。篮球比赛是根据运动队在规

3、定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三三中国电力系统电压等级的划分与分类中国电力系统电压等级的划分与分类交流系统交流系统 高压（高压（HV）：）：1KV220KV，包括：包括：10KV，35KV，110KV，220KV 超高压（超高压（EHV）：）：330KV1000KV，包括：包括：330KV，500KV，750KV 特高压（特高压（UHV）：）：1000KV及以上及以上直流系统直流系统 超高压（超高压（EHV）：）：500KV 特高压（特高压（UHV）：）：800KV篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的

4、计时计分系统是一种得分类型的系统四高电压技术在其它领域的应用四高电压技术在其它领域的应用1医学：利用高压脉冲体外碎石、治疗癌症；医学：利用高压脉冲体外碎石、治疗癌症；2农业：高压静电喷药，高电场诱发变异在育种上的应用；农业：高压静电喷药，高电场诱发变异在育种上的应用；3环保：高压脉冲放电处理污水，电除尘技术；环保：高压脉冲放电处理污水，电除尘技术；4军事：大功率脉冲技术，电磁干扰、电子对抗；军事：大功率脉冲技术，电磁干扰、电子对抗；5其它工业：静电喷涂，高压设备制造等。其它工业：静电喷涂，高压设备制造等。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是

5、一种得分类型的系统五五课程相关信息课程相关信息 参考书：参考书：u 高电压绝缘技术高电压绝缘技术，中国电力，严璋，朱德恒，中国电力，严璋，朱德恒u 电网过电压教程电网过电压教程，中国电力，陈维贤，中国电力，陈维贤u 高电压试验技术高电压试验技术，清华，张仁豫，清华，张仁豫u 高电压技术高电压技术，中国电力，赵智大，中国电力，赵智大 考试：20%（作业（作业10%+实验实验10%）+80%（闭卷笔试）（闭卷笔试）答疑安排：u 时间：周四下午时间：周四下午3:00-5:00u 地点：教三楼一楼地点：教三楼一楼110室（办公电话：室（办公电话：752-2357）篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里

6、得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一篇 高电压绝缘及实验第一章第一章 电介质的极化、电导和损耗电介质的极化、电导和损耗第二章第二章 气体放电的物理过程气体放电的物理过程第三章第三章 气隙的电气强度气隙的电气强度第四章第四章 固体液体和组合绝缘的电气强度固体液体和组合绝缘的电气强度篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章 电介质的极化、电导和损耗第一节第一节 电介质的极化电介质的极化第二节第二节 电介质的介电常数电介质的介电常数第三节第三节 电介质的电导电介质的电导第四节第四节 电介质

7、中的能量损耗电介质中的能量损耗篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.电介质的极化、电导和损耗 电电介介质质有有气气体体、固固体体、液液体体三三种种形形态态，电电介介质质在在电电气气设设备备中中是是作作为为绝绝缘缘材材料料使使用用的的。一一切切电电介介质质在在电电场场的的作作用用下下都都会会出出现现极极化化、电电导导和和损损耗耗等等电电气气物物理理现象。现象。电电介介质质的的电电气气特特性性分分别别用用以以下下几几个个参参数数来来表表示示：即即介介电电常常数数rr，电电导导率率（或或其其倒倒数数电电阻阻率率），介介质质损损

8、耗耗角角正正切切tgtg，击击穿穿场场强强 E E，它它们们分分别别反反映了电介质的极化、电导、损耗、抗电性能。映了电介质的极化、电导、损耗、抗电性能。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统绝缘的作用：绝缘的作用：绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开，使其没有电绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开，使其没有电气的联系并能保持不同的电位。气的联系并能保持不同的电位。分类：分类：气体绝缘材料：空气，气体绝缘材料：空气，SF6气体等气体等 固体绝缘材料：陶瓷，橡胶，玻璃，绝缘纸等固体绝缘材料：陶瓷，橡胶，玻璃，绝缘纸等 液体绝缘材料：

9、变压器油液体绝缘材料：变压器油 混合绝缘：电缆，变压器等设备混合绝缘：电缆，变压器等设备1.0 1.0 电力系统的绝缘材料电力系统的绝缘材料篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 定义：定义：电介质在电场作用下产生的束缚电荷的弹电介质在电场作用下产生的束缚电荷的弹 性位移和偶极子的转向位移现象，称为性位移和偶极子的转向位移现象，称为电电 介质的极化。介质的极化。效果：效果：消弱外电场，使电介质的等值电容增大。消弱外电场，使电介质的等值电容增大。物理量：物理量：介电常数介电常数 类型：类型：电子位移极化；电子位移极化；离子位移

10、极化；离子位移极化；转向极化；转向极化；空间电荷极化。空间电荷极化。1.1 1.1 电介质的极化电介质的极化 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、电子位移极化 一切电介质都是由分子组成，一切电介质都是由分子组成，分子又是由原子组成，每个原子分子又是由原子组成，每个原子都是由带正电荷的原子核和围绕都是由带正电荷的原子核和围绕核带负电荷的电子云构成。核带负电荷的电子云构成。当不存在外电场时，电子云的当不存在外电场时，电子云的中心与原子核重合，此时电矩为中心与原子核重合，此时电矩为零当外加一电场，在电场力的零当外加一电场，在

11、电场力的作用下发生电子位移极化当外作用下发生电子位移极化当外电场消失时，原子核对电子云的电场消失时，原子核对电子云的引力又使二者重合，感应电矩也引力又使二者重合，感应电矩也随之消失。随之消失。电场中的所有电介质内都存在电场中的所有电介质内都存在电子位移极化。电子位移极化。qRRi-qOOE图图1-1 1-1 电子位移极化电子位移极化篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、离子位移极化 在在由由离离子子结结合合成成的的电电介介质质内内，外外电电场场的的作作用用除除促促使使各各个个离离子子内内部部产产生生电电子子位位移移极极化

12、化外外还还产产生生正正、负负离离子子相相对对位位移移而而形形成成的的极极化化，称称为为离离子子位位移移极极化化。图图l-2l-2表表示示氯氯化化钠钠晶晶体体的的离离子子位位移移极化。极化。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三、转向极化 在在极极性性电电介介质质中中，即即使使没没有有外外加加电电场场，由由于于分分子子中中正正、负负电电荷荷的的作作用用中中心心不不重重合合。就就单单个个分分子子而而言言，就就已已具具有有偶偶极极矩矩，称称为为固固有有偶偶极极矩矩。但但由由于于分分子子不不规规则则的的热热运运动动，使使各各分分子

13、子偶偶极极矩矩方方向向的的排排列列没没有秩序，因此，从宏观而言，对外并不呈现合成电矩。有秩序，因此，从宏观而言，对外并不呈现合成电矩。当当有有外外电电场场时时，由由于于电电场场力力的的作作用用，每每个个分分子子的的固固有有偶偶极极矩矩就就有有转转向向与与外外电电场场平平行行的的趋趋势势，其其排排列列呈呈现现一一定定的的秩秩序序。但但是是受受分分子子热热运运动动的的干干扰扰，这这种种转转向向有有秩秩序序的的排排列列只只能能达达到到某某种种程程度度，而而不不能能完完全全。对外呈现出宏观电矩。对外呈现出宏观电矩。UU电极电介质E图l-3 偶极子的转向极化 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多

14、少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 四、空间电荷极化四、空间电荷极化 图图1-4 双层电介质的极化模型双层电介质的极化模型 G1G2 C1C2U 上述的三种极化是带电质上述的三种极化是带电质点的弹性位移或转向形成的，点的弹性位移或转向形成的，而空间电荷极化的机理则与上而空间电荷极化的机理则与上述三种完全不同，它是由带电述三种完全不同，它是由带电质点质点(电子或正、负离子电子或正、负离子)的移的移动形成的。动形成的。最明显的空间电荷极化是最明显的空间电荷极化是夹层极化夹层极化。在实际的电气设备。在实际的电气设备中，如电缆、电容器、旋转电中，如电缆、电容器、旋转电机、

15、变压器、互感器、电抗器机、变压器、互感器、电抗器等的绝缘体，都是由多层电介等的绝缘体，都是由多层电介质组成的。质组成的。如图如图l-4l-4所示，各层介质的电容分别为所示，各层介质的电容分别为C1C1和和C2C2；各层介质的电导分别为；各层介质的电导分别为G1G1和和G2G2；直流电源电压为；直流电源电压为U U。为了说明的简便，全部参数均只标数值，略去单位。为了说明的简便，全部参数均只标数值，略去单位。设设C1=1C1=1，C2C22 2，G1=2G1=2，G2=1G2=1，U U3 3。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的

16、系统 当当U作用在作用在AB两端极板上时，其瞬时电容上的电荷和电位两端极板上时，其瞬时电容上的电荷和电位分布，如图分布，如图1-5(a)所示整个介质的等值电容为所示整个介质的等值电容为 。到达稳态时，电容上的电荷和电位分布如图到达稳态时，电容上的电荷和电位分布如图l-5(b)所示。整所示。整个介质的等值电容为个介质的等值电容为 。分界面上堆积的电荷量为分界面上堆积的电荷量为+4-1+3。图图1-5 双层电介质的电荷与电位分布双层电介质的电荷与电位分布（a）暂态分布）暂态分布（b）稳态分布）稳态分布 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得

17、分类型的系统特 点夹夹层层的的存存在在将将会会造造成成电电荷荷在在夹夹层层界界面面上上的的堆堆积积和和等等值值电电容的增大，这就是夹层极化效应。容的增大，这就是夹层极化效应。夹夹层层界界面面上上电电荷荷的的堆堆积积是是通通过过介介质质电电导导G G1 1完完成成的的。高高压压绝绝缘缘介介质质的的电电导导通通常常都都是是很很小小的的，所所以以这这种种极极化化过过程程将将是是很很缓缓慢慢的的。它它的的形形成成时时间间从从几几十十分分之之一一秒秒到到几几分分钟钟甚甚至至有有长长达达几几小小时时的的。因因此此，这这种种性性质质的的极极化化只只有有在直流和低频交流电压下才能表现出来。在直流和低频交流电压

18、下才能表现出来。该极化伴随着能量损耗。该极化伴随着能量损耗。大大电电容容设设备备进进行行高高压压实实验验后后应应对对设设备备绝绝缘缘进进行行较较长长时时间间放电。放电。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 电介质极化种类及比较电介质极化种类及比较极化类型极化类型产生场合产生场合所需时间所需时间能量能量损耗损耗产生原因产生原因电子式极化电子式极化任何任何电介质电介质10-1410-15S无无束束缚缚电电子子运运行行轨轨道偏移道偏移离子式极化离子式极化离子式结构离子式结构电介质电介质10-1210-13S几乎几乎没有没有离子的

19、相对偏移离子的相对偏移偶极子极化偶极子极化极性极性电介质电介质10-1010-2S有有偶偶极极子子的的定定向向排排列列夹层极化夹层极化多层介质的多层介质的交界面交界面10-1S数小数小时时有有自由电荷的移动自由电荷的移动篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2 电介质的介电常数一一.介电常数的物理意义介电常数的物理意义1.在真空中，有关系式在真空中，有关系式 式子中式子中 E场强矢量场强矢量 ；D电位移矢量，即电通量密度矢量电位移矢量，即电通量密度矢量 ，D与与E同向，比例常数同向，比例常数 为真空的介电常数为真空的介电

20、常数篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.在介质中在介质中,3.D与与E同向，同向，为介质的相对介电常数，它是没有量纲为介质的相对介电常数，它是没有量纲和单位的纯数。和单位的纯数。3.介质的介电常数介质的介电常数 通常，通常，的量纲和单位与的量纲和单位与 相同。相同。二、气体介质的相对介电常数二、气体介质的相对介电常数 一切气体的相对介电常数一切气体的相对介电常数 都接近于都接近于1。任何气体的相对介电常数均随温度的升高而减小，随压任何气体的相对介电常数均随温度的升高而减小，随压力的增大而增大，但影响都很小。力的增大而增

21、大，但影响都很小。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三、液体介质的相对介电常数三、液体介质的相对介电常数 1中性液体电介质中性液体电介质：石油、苯、四氯化碳、硅油等均为：石油、苯、四氯化碳、硅油等均为 中性或弱极性液体介质。其介电常数不大，其值在中性或弱极性液体介质。其介电常数不大，其值在1.82.8范围内。范围内。2极性液体介质：极性液体介质：(1)这类介质通常介电常数都较大。但这类介质的缺点是这类介质通常介电常数都较大。但这类介质的缺点是在交变电场中的介质损较大，在高压绝缘中很少应用。在交变电场中的介质损较大，在高压

22、绝缘中很少应用。(2)影响极性液体介质介电常数的主要因素：影响极性液体介质介电常数的主要因素：a.介电常数与温度的关系（图介电常数与温度的关系（图1-2-1）；）；b.介电常数与电场频率介电常数与电场频率 f 的关系（图的关系（图1-2-2）。）。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统四、固体电介质的介电常数四、固体电介质的介电常数1.中性或弱极性固体电介质中性或弱极性固体电介质：只具有电子式极化和离子式极化，其介电常数较小。只具有电子式极化和离子式极化，其介电常数较小。介电常数与温度之间的关系也与介质密度与温度的介电常数与

23、温度之间的关系也与介质密度与温度的关系很接近关系很接近。2.2.极性固体电介质：极性固体电介质：介电常数都较大，一般为介电常数都较大，一般为3636，甚至更大。，甚至更大。该类电介质的介电常数与温度的关系类似极性液体该类电介质的介电常数与温度的关系类似极性液体所呈现的规律（图所呈现的规律（图1-2-31-2-3）。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.3 电介质的电导电介质的电导电介质的电导与金属的电导有本质上的区别。电介质的电导与金属的电导有本质上的区别。一一.表征电介质导电性能的物理量表征电介质导电性能的物理量电导率

24、电导率 （or：电阻率：电阻率 ）篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、影响介质电导的因素二、影响介质电导的因素(1)温度温度 式中 A、B常数；T绝对温度；电导率。温度升高时，液体介质的黏度降低，离子受电场力作用而移动时所受的阻力减小，离子的迁移率增大，使电导增大；另一方面，温度升高时，液体介质分子热离解度增加，这也使电导增大。在测量电介质的电导或绝缘电阻时，必须注意记录温度。(2)电场强度电场强度E 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(3)杂质

25、：（考虑对固体介质的影响）杂质：（考虑对固体介质的影响）固体介质除了固体介质除了体积电导体积电导以外，还存在着以外，还存在着表面电导表面电导。表面电导是由于介质表面吸附一些水分、尘埃、或导电性表面电导是由于介质表面吸附一些水分、尘埃、或导电性的化学沉淀物而形成的，其中水分起着特别重要的作用。的化学沉淀物而形成的，其中水分起着特别重要的作用。一般中性介质的表面电导最小，极性介质次之，离子一般中性介质的表面电导最小，极性介质次之，离子性介质最大。采取使介质表面洗净、光洁、烘干、或表面性介质最大。采取使介质表面洗净、光洁、烘干、或表面涂以石蜡、绝缘漆、有机硅等措施，可以降低介质表面电涂以石蜡、绝缘漆

26、、有机硅等措施，可以降低介质表面电导。导。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.4 电介质中的能量损耗电介质中的能量损耗一一.电介质损耗的基本概念电介质损耗的基本概念1.在电场的作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极在电场的作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极化（如偶极子极化、夹层极化等）引起的损耗，总称为化（如偶极子极化、夹层极化等）引起的损耗，总称为电介质的损耗电介质的损耗。2.等值电路等值电路3.(1)细化等效电路（从物理概念出发）细化等效电路（从物理概念出发）泄漏电阻，代表电导损耗。泄漏电阻，代表电导损耗。

27、介质真空和无损耗极化所形成的电容，代表介质介质真空和无损耗极化所形成的电容，代表介质的无损耗极化。的无损耗极化。有损耗极化形成的等效电阻有损耗极化形成的等效电阻.代表各种代表各种1.有损耗极化形成的等效电容有损耗极化形成的等效电容.有损耗极化有损耗极化 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(2)计算用等效电路（或简化等效电路）（从工程实际测量出发）计算用等效电路（或简化等效电路）（从工程实际测量出发）篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(3)相量图相量

28、图 介质损耗角介质损耗角 功率因数角功率因数角 介质损耗角介质损耗角 为功率因数为功率因数角角 的余角，其正切的余角，其正切 tg 又可称为又可称为介质损耗因数介质损耗因数，常用百分数（常用百分数（%）来表示。）来表示。90(4)损耗功率的表达式损耗功率的表达式篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二二.吸收电流与吸收曲线吸收电流与吸收曲线 在等值电路上加上直在等值电路上加上直流电压时，电介质中流电压时，电介质中流过的将是电容电流流过的将是电容电流 i1、吸收电流吸收电流 i2 和传导和传导电流电流 i3。三者随时间。三者随

29、时间的变化如上右图。这的变化如上右图。这三个电流分量加在一三个电流分量加在一起，即得出总电流上起，即得出总电流上右图中的右图中的总电流总电流 i,它它表示在直流电压作用表示在直流电压作用下，流过绝缘的总电下，流过绝缘的总电流随时间而变化的曲流随时间而变化的曲线，称为线，称为吸收曲线吸收曲线。i1i3i2iI606015I15i t(s)篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第二章 气体放电的物理过程第一节第一节 气体中带电质点的产生和消失气体中带电质点的产生和消失第二节第二节 气体放电机理气体放电机理第三节第三节 电晕放电电

30、晕放电第四节第四节 不均匀电场气隙的击穿不均匀电场气隙的击穿第五节第五节 雷电放电雷电放电第六节第六节 气隙的沿面放电气隙的沿面放电篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.1气体中带电质点的产生和消失气体中带电质点的产生和消失 一一.带电质点在气体中的运动带电质点在气体中的运动1.自由行程长度自由行程长度 当气体中存在电场时，其中的带电粒子将具有复杂的运动当气体中存在电场时，其中的带电粒子将具有复杂的运动轨迹，它们一方面与中性的气体粒子（原子或分子）一样，轨迹，它们一方面与中性的气体粒子（原子或分子）一样，进行着混乱进行着

31、混乱热运动热运动，另一方面又将，另一方面又将沿着电场作定向漂移沿着电场作定向漂移。各种粒子在空气中运动时都会不断碰撞。各种粒子在空气中运动时都会不断碰撞。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 单位行程中的碰撞次数Z的倒数即为该粒子的平均自由平均自由行程长度行程长度。实际的自由行程长度是随机量随机量，并有很大的分散性，粒子的平均自由形成长度等于或大于某一距离x的概率为：所以电子的平均自由行程长度:式中 r气体分子的半径；N气体分子的密度；由于 代入上式即得:篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮

32、球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.带电粒子的迁移率带电粒子的迁移率 带电离子虽然不可避免地要与气体分子不断地发生碰撞，带电离子虽然不可避免地要与气体分子不断地发生碰撞，但在电场力的驱动下，仍将沿着电场方向漂移，其速度但在电场力的驱动下，仍将沿着电场方向漂移，其速度u与场与场强强E其比例系数其比例系数k=u/E，称为，称为迁移率迁移率，它表示该带电粒子单位，它表示该带电粒子单位场强（场强（1V/m）下沿电场方向的漂移速度。）下沿电场方向的漂移速度。由于电子的平均自由行程长度比离子大得多，而电子的质由于电子的平均自由行程长度比离子大得多，而电子的质量比离子小得多。更易加速，所以电子的迁移

33、率远大于离子。量比离子小得多。更易加速，所以电子的迁移率远大于离子。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.扩散扩散 气体中带电粒子和中性粒子的运动还与粒子的浓度有关。气体中带电粒子和中性粒子的运动还与粒子的浓度有关。在热运动的过程中，粒子会从浓度较大的区域运动到浓度较在热运动的过程中，粒子会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，这种物理过小的区域，从而使每种粒子的浓度分布均匀化，这种物理过程叫程叫扩散扩散。气压越低或温度越高，则扩散进行的越快。电子。气压越低或温度越高，则扩散进行的越快。电

34、子的热运动速度大、自由行程长度大，所以其扩散速度也要比的热运动速度大、自由行程长度大，所以其扩散速度也要比离子快得多。离子快得多。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二二.带电质点的产生带电质点的产生 气体中带电质点的来源有二：一是气体分子本身发生电离(包括撞击电离，光电离、热电离等多种形式)；另一是气体中的固体或液体金属发生表面电离。1.电离是气体放电的首要前提电离是气体放电的首要前提 电离电离产生带电离子的物理过程称为电离电离。激励激励在常态下，电子受外界因素影响由低能量级轨道上跃迁到高能量级轨道的现象称为激励激励。产

35、生激励所需的能量（激励能）等于该轨道和常态轨道的能级差。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.电离的几种形式电离的几种形式(1)光电离光电离频率为的光子能量为 W=h 式中 h普郎克常数=发生空间光电离的条件为发生空间光电离的条件为 或者 式中 光的波长，m；c光速 Wi 气体的电离能，eV。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(2)撞击电离撞击电离 主要是电子碰撞电离。原因：1.电子小，自由程长，可以加速到很大的速度。2.电子的质量小，可以加速到很

36、大。产生条件:所以提高场强可以使碰撞电离加剧.（3）热电离）热电离在常温下，气体分子发生热电离的概率极小。是气体在热状态下光电离和撞击电离的综合。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（4）表面电离表面电离电子从金属表面逸出需要一定的能量，称为逸出功。逸出功。主要发生在阴极，原因：阳极自由电子不会向气体中释放。主要有4种形式：1.热电子发射热电子发射：金属中的电子在高温下也能获得足够的动能而从金属表面逸出，称为热电子发射。热电子发射。在许多电子器件中常利用加热阴极来实现电子发射。2.强场发射（冷发射）强场发射（冷发射）：当阴

37、极表面附近空间存在很强的电场时（106V/cm数量级），也能时阴极发射电子。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。3.正离子撞击阴极表面正离子撞击阴极表面：通常正离子动能不大，可忽略，只有在它的势能等于或大于阴极材料逸出功两倍时，才能引起阴极表面电离，这个条件可满足。4.光电子发射光电子发射：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的逸出功。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 当电子与气体分子碰撞时，可能会发生电子与中性分

38、子相结合而形成负离子的情况，这种过程称为附着附着。易于产生负离子的气体称为电负性气体。这个过程有时需要放出能量，有时需吸收能量。负离子的形成不会改变带电质点的数量，但却使自由电子数负离子的形成不会改变带电质点的数量，但却使自由电子数减少，因此对气体放电的发展起抑制作用。（或有助于提高气体减少，因此对气体放电的发展起抑制作用。（或有助于提高气体的耐电强度）的耐电强度）。如SF6气体对电子有很强的亲和性，因此具有高电气强度。（5）负离子的形成负离子的形成篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三、带电质点的消失三、带电质点的消失

39、气体中带电粒子的消失有可有下述几种情况：(1)带电粒子在电场的驱动下作定向运动，在到达电极时，消失于电极上而形成外电路中的电流；(2)带电粒子因扩散现象而逸出气体放电空间。(3)带电粒子的复合。气体中带异号电荷的粒子相遇时，可能发生电荷的传递与中和，这种现象称为复合复合，是与电离相反的一种过程。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.2 气体放电机理气体放电机理1自持放电与非自持放电2放电发展过程与电场的关系3电子崩4汤森德放电理论5帕邢定律6流注放电理论篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮

40、球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一一.自持放电、非自持放电自持放电、非自持放电 当场强小于某个临界值 时候，电子崩有赖于外界电离因素的原始电离才能持续和发展，如果外界电离因素消失，则这种电子崩也随之逐渐衰减以至消失，称这种放电为非自非自持放电持放电。当场强大于某个临界值 时，电子崩可以仅由电场的作用而自行维持和发展，不再依赖外界电离的因素，这种性质的放电称为自持放电自持放电。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(二二)在很不均匀的电场中(以棒电极为例)(1)在电压比较低时,棒极附近场强可能已超过临界值,即发生自持放

41、电,离棒端稍远处有电晕出现.(2)电压再升高时,若电极间距不大,则有可能从电晕放电直接转为整个间隙的火花击穿,若电极间隙较大,则从电晕到击穿之间还有刷状放电的过渡阶段.(3)电压再提高,刷状放电中的个别光束突发的前伸,形成明亮的火花通道到达对面电极,气隙被就击穿了.当电源功率足够时,火花击穿迅速的转变成电弧。(一一)在大体均匀的电场中，各处场强的差异不大,任意一处一旦形成自持放电,就会很快发展到整个间隙,气隙即被直接直接击穿击穿.二二.放电发展过程与电场的关系放电发展过程与电场的关系篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统（三

42、）电场不均匀系数（三）电场不均匀系数式中，Emax 最大电场强度；Eav 平均电场强度。式中，U 电极间的电压；d 极间距离。f 4 以上时明显地属于极不均匀电场，可分为棒-棒间隙和棒-板间隙，例如架空线的导线-导线，导线-大地。均匀电场均匀电场 f =1 不均匀电场不均匀电场 f 1篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三三.电电 子子 崩崩 外界电离因子在阴极附近产生一个初始电子如果空间的电场强度足够大，该电子在向阳极运动时就会引起碰撞电离，产生出一个新电子，初始电子和新电子继续向阳极运动，又会引起新的碰撞电离，产生出更

43、多的电子。依次类推，电子数将按几何级数不断增多，象雪崩似的发展,这种急剧增大的空间电流被称为电子崩电子崩。第二节电子崩篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.适用条件 低气压、短间隙的电场中。2.理论要点 电子碰撞电离和正离子撞击阴极产生的金属表面电离是使带电质点激增,并导致击穿的主要因素。击穿电压大体上是 的函数.四四.汤森德气体放电理论汤森德气体放电理论篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(1)系数 ，表示一个电子由阴极到阳极每1cm路程中与气体质

44、点相碰撞所产生的自由电子数(平均值)。(2)系数 ，表示一个正离子由阳极到阴极每1cm路程中与气体质点相碰撞所产生的自由电子数(平均值)。(3)系数 ，表示一个正离子撞击到阴极表面时使阴极逸出的自由电子数(平均值）。系数 和 与气体的性质、密度及该处的电场强度等因素有关。3.引用三个系数来定量地反映所考虑的三种因素的作用篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统ddxxn0nna4.电子碰撞电离系数电子碰撞电离系数根据碰撞电离系数的定义，可得分离变数并积分，可得均匀电场，不随x 变化抵达阳极的电子数篮球比赛是根据运动队在规定的比

45、赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5.自持放电条件与表面电离系数自持放电条件与表面电离系数 如果电压(电场强度）足够大，初始电子崩中的正离子能在阴极上产生出来的新电子数等于或大于n0，那么即使除去外界电离因子的作用放电也不会停止，即放电仅仅依靠已经产生出来的电子和正离子（它们的数目取决于电场强度）就能维持下去，这就变成了自持放电。在整个路程撞击出的正离子数为：令 表示一个正离子撞击到阴极表面时产生出来的二次电子数，则从金属表面电离出的电子数为：若该电子数大于等于起始电子数n0,那么放电可以自持，即自持放电条自持放电条件件为：篮球比赛是根据运动队在规定

46、的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 式（1-14）包含的物理意义为：一个电子从阴极到阳极途中因电子崩而造成的正电子数为 ead-1,这批在阴极上造成的二次自由电子数应为(ead-1)，如果它等于1，就意味着那个初试电子有了一个后继电子，从而使放电得以自持。物理物理意义 在不均匀电场中，各点的电场强度E不同，所以各处的 值也不同，在这种条件下，上面的自持条件应改写成：实验表明正离子在返回阴极途中造成的碰撞电离作用极小，可以忽略不计。上述过程可以用图 2-1 中的图解加以概括，当自持放电条件得到满足时，就会形成图解闭环部分循环不息的状态，放电就能自己

47、维持下去，而不再依赖外界电离因子的作用了。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统外界电离因子阴极表面电离气体空间电离气体中的自由电子在电场中加速碰撞电离电子崩（）过程 阴极表面二次发射 (过程）正离子图 2-1 低气压、短气隙情况下气体的放电过程 第三节 自持放电放电条件放电过程篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统五五.帕邢定律帕邢定律Ub(kV)图2-2 均匀电场中空气的帕邢帕邢曲线0.10.20.30.51 2 3 5 10 20 30 50 100

48、 300 100050201010.3520.20.1 0.5330S篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统帕邢定律帕邢定律：在均匀的电场中，击穿电压 与气体的相对密度 、极间距离S的积有函数关系，只要 的乘积不变，也就不变。物理解释：物理解释：假设S保持不变，当气体密度 增大时，电子的平均自由行程缩短了，相邻两次碰撞之间，电子积聚到足够动能的几率减小了，故 必然增大。反之；当 减到过小时，电子在碰撞前积聚到足够动能的几率虽然增大了，但气体很稀薄，电子在走完全程中与气体分子相撞的总次数却减到很小，所以 也会增大。在这两者之间

49、，总有一个 值对造成撞击游离最有利，此时 最小篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统同样，可假设 保持不变。S值增大时，欲得一定的场强，电压必须增大。当S值减到过小时，场强虽大增，但电于在走完全程中所遇到的撞击次数已减到很小故要求外加电压增大，才能击穿。这两者之间，也总有一个S的值对造成撞击游离最有利，此时 最小。汤森德放电机理的不足：汤森德放电机理的不足：(1)只是在一定的范围内有效(2)不均匀的电场中，该理论不适用。其主要原因如下：汤森德理论没有考虑电离出来的空间电荷会使电场畸变，从而对放电过程产生影响。汤森德理论没有考

50、虑光子在放电过程中的作用（空间光电离和阴极表面光电离）。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统六六.流注理论流注理论 高电压技术面对的往往是高气压长气隙的情况。汤逊理论并不适用，应当用流注理论解释，适用条件为：流注理论也是以实验为基础的，影响因素主要有以下几方面：(一一)空间电荷对原有电场的影响空间电荷对原有电场的影响 电子崩的头部集中着大部分的正离子和几乎全部电子。原有均匀场强在电子崩前方和尾部处都增强了，在这两个强场区中间出现了一个电场强度很小但电子和正离子浓度却最大的区域，使此处产生强烈的复合并发射出许多光子，成为引发