青大高電壓ppt課件(已修改)
2025-05-16 18:03 本頁面
【正文】 第一篇 電介質(zhì)的電氣強度 ?弱電場 —電場強度比擊穿場強小得多 極化、電導、介質(zhì)損耗等 ?強電場 —電場強度等于或大于放電起始場強或擊穿場強 放電、閃絡、擊穿等 一切電介質(zhì)的電氣強度都是有限的，超過某種限度，電介質(zhì)就會喪失其原有的絕緣性能，甚至演變成導體 本篇內(nèi)容 ? 第一章 氣體的絕緣特性與介質(zhì)的電氣強度 ? 第二章 液體的絕緣特性與介質(zhì)的電氣強度 ? 第三章 固體的絕緣特性與介質(zhì)的電氣強度 ?氣體 放電的基本物理過程 ?氣體介質(zhì)的電氣強度和沿面放電 ?固、液體的 擊穿機理 第一章 氣體的絕緣特性與介質(zhì)的電氣強度 研究氣體放電的目的： ?了解氣體在 高電壓（強電場） 作用下逐步由電介 質(zhì)演變成導體的物理過程 ?掌握氣體介質(zhì)的 電氣強度 及其提高方法 ? 氣體放電的基本物理過程 ? 氣體介質(zhì)的電氣強度 ? 固體絕緣表面的氣體沿面放電 ? 習題與思考題 本章內(nèi)容 返回 氣體放電的基本物理過程 本節(jié)內(nèi)容： ? 帶電質(zhì)點的產(chǎn)生 ? 帶電質(zhì)點的消失 ? 電子崩與湯遜理論 ? 巴申定律與適用范圍 ? 不均勻電場中的氣體放電 氣體放電的基本理論： ●湯遜理論 ●流注理論 ? 氣體放電： 氣體中流通電流的各種形式的統(tǒng)稱； ? 氣體擊穿： 氣體 電絕緣狀態(tài) 突變?yōu)?良導電狀態(tài) 的過程； ? 沿面閃絡： 擊穿發(fā)生在氣體與液體、氣體與固體交界面上的放電現(xiàn)象； ? 工程上將擊穿和閃絡統(tǒng)稱為放電。 什么是氣體放電 常用的高壓工程術(shù)語及基本概念 ? 氣體的電氣強度表征氣體 耐受電壓 作用的能力。 ? 均勻電場 中 擊穿電壓 Ub與 間隙距離 d之比稱為 擊穿場強Eb。我們把均勻電場中氣隙的擊穿場強 Eb稱為氣體的電氣強度。 – 空氣在標準狀態(tài)下的電氣強度為 30kV/cm。 ? 注意：不能把 不均勻場 中氣隙 Ub與間隙距離之比稱為氣體的電氣強度，通常稱之為平均擊穿場強。 什么是 氣體的電氣強度 (抗電強度、絕緣強度 ) — 原子在外界因素作用下，使其一個或幾個電子脫離原子核的束縛而形成自由電子和正離子的過程 ● 電離 ● 電離能 — 電離過程所需要的 最小 能量稱為電離能 ，也可用電離電位 反映。 )(eVWi )(VUi電離（游離）與激勵（激發(fā)） 1eV（電子伏）＝ 1V 1. 6 1019C＝ 1019J eWU ii ?電子的電荷量 電離可一次完成，也可以是先激勵再電離的 分級電離 方式 一般情況下，氣體放電中主要只涉及一次電離的過程 ? 氣體原子的 分級電離： ? 先激發(fā)（激勵），再產(chǎn)生電離的過程 ?激勵 ： ? 在外界因素作用下 ， 電子 從處在 距原子核較近的低能態(tài)軌道 躍遷到 離核較遠的較高能態(tài)的軌道 上去的現(xiàn)象 。 ?激勵能：產(chǎn)生激勵 所需能量稱為激勵能 We ?激勵狀態(tài)存在的時間很短 (大致為 108s)， 電子將自動返回常態(tài)軌道上 ， 這時產(chǎn)生激勵時所吸收的外加能量將以輻射能 (光子 )的形式放出 ， 光子 （ 光輻射 ）的頻率 f hfW e ?普朗克常量 1034Js 光子： ? 光是頻率不同的電磁輻射，也具有 粒子性，稱為光子； ? 光線中攜帶能量的粒子； ? 原始稱呼是光量子（ light quantum）， ? 是傳遞電磁相互作用的 基本粒子 ? 不帶 電荷 ，具有能量、動量和質(zhì)量 ? 其能量為 普朗克常量 和電磁輻射 頻率 的乘積，E=hf， 幾種氣體和金屬蒸汽的激勵電位和電離電位 氣體 激勵能 We (eV) 電離能 Wi (eV) 氣體 激勵能 We (eV) 電離能 Wi (eV) N2 O2 H2 CO2 H2O SF6 施加能量 WWi 自由電子 電離 激勵 施加能量 光子 激勵 施加能量 自由電子 分級電離 施加能量 當氣體中存在電場時，粒子進行 熱運動 和 沿電場 定向運動。 帶電粒子的運動 視頻鏈接 自由行程 ? ：一個質(zhì)點在相鄰次碰撞間自由地通過的距離。 平均自由行程： 眾多質(zhì)點自由行程的平均值。 ? 氣體中 電子 和 離子 的自由行程是它們和 氣體分子發(fā)生碰撞時的行程 ? 氣體分子密度越大 ， 其中質(zhì)點的平均自由行程越小 。 （ 對于同一種氣體 ， 其分子密度和該氣體的密度成正比 ） pT??prkT2?? ?p：氣壓 k：波爾茲曼常數(shù) T：氣溫 r：氣體分子半徑 常溫常壓下空氣中電子平均自由行程在 105cm數(shù)量級 。 帶電質(zhì)點的產(chǎn)生（電離的過程） 由于空氣中存在來自空間的輻射，氣體會發(fā)生微弱的電離而產(chǎn)生少量的 帶電質(zhì)點 。 ?正常狀態(tài)下氣體的電導很小，空氣還是性能優(yōu)良的絕緣體； ?在出現(xiàn)大量帶電質(zhì)點的情況下，氣體才會喪失絕緣性能。 氣體中 帶電質(zhì)點 的來源 ： ?氣體分子本身發(fā)生電離（ 空間電離 ）； ?氣體中的固體或液體金屬發(fā)生 表面電離 。 氣體中 電子 與 正離子 的產(chǎn)生 電離方式可分為 ： ? 熱電離 ? 光電離 ? 碰撞電離 ? 分級電離 根據(jù)引起電離所需的能量來源不同，對應如下幾種電離形式 實質(zhì)：碰撞電離和
教學課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1