【正文】 ：實(shí)際過程是離散的，公式只在統(tǒng)計(jì)意義上起作用。氣體間隙擊穿，伴隨發(fā)聲、發(fā)光，導(dǎo)電良好 非自持放電和自持放電（ 2） 非自持放電：依靠外電離因素作用才能維持的放電 當(dāng) UU0時 電流需要外電離因素（如光源照射）才能維持 取消外電離因素，電流將消失 氣隙內(nèi)雖然有電流，但很小。電子移動速度加快，復(fù)合概率降低 ab階段：電流不隨電壓變化。 為什么？ 電負(fù)性氣體：容易發(fā)生附著產(chǎn)生負(fù)離子的氣體。 學(xué)習(xí)進(jìn)度與建議 理論學(xué)習(xí)與實(shí)際分析相結(jié)合 理解絕緣機(jī)理與過電壓的相互關(guān)系 注意培養(yǎng)自己的分析問題的能力。 電火花加工 利用火花放電時的放電能量處理加工材料 體外碎石技術(shù) 腎結(jié)石、膽結(jié)石的體外粉碎是利用高壓脈沖產(chǎn)生一定向沖擊波，經(jīng)聚焦后作用于患處將結(jié)石擊碎 上海交大率先開發(fā)成功，成果人成為中國工程院院士 除菌及清鮮空氣 利用空氣中電暈放電，控制產(chǎn)生一定濃度臭氧 (強(qiáng)氧化劑 )，達(dá)到殺菌及清潔空氣的作用 目前空調(diào)中所謂的等離子體空氣清新技術(shù) 高電壓技術(shù)在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用（ 2） 污水處理 利用高頻脈沖高壓產(chǎn)生高濃度臭氧，與污水作用能夠分解污水中的有機(jī)物，去除臭氣 煙氣處理 利用高功率脈沖形成 高能活性離子 ，可以實(shí)現(xiàn)工廠煙氣的脫硫脫硝，凈化排污 國家 863項(xiàng)目 等離子體隱身 利用等離子體與電磁波的作用機(jī)制 (能夠有效吸收大量的電磁波 ), 產(chǎn)生覆蓋飛行器的等離子體層，能有效吸收雷達(dá)信號，達(dá)到隱身的目的 國家自然科學(xué)基金重大研究項(xiàng)目 高電壓技術(shù)在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用（ 3） 等離子體表面處理 高壓放電產(chǎn)生活性粒子作用于織物等，增強(qiáng)材料表面活性，不但易于染色和進(jìn)行表面涂覆等，且處理過程對環(huán)境不會有污染。 800， 177。 600 ， 177。 是當(dāng)前印染行業(yè)十分看好的織物處理技術(shù) 三次采油技術(shù) 將高功率脈沖電源引至油井下進(jìn)行瞬間放電，產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊波，此沖擊波將地下巖層震裂，使得原有的縫隙增大(解堵作用 )，原油滲出更容易，能提高油井的產(chǎn)量 高電壓技術(shù)在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用（ 4） 新概念武器 國防科工委重大研究項(xiàng)目 電磁炮 利用高壓脈沖電源瞬間擊穿產(chǎn)生高功率脈沖（強(qiáng)電流） 強(qiáng)電流產(chǎn)生強(qiáng)磁場通過電磁力的作用將炮彈發(fā)出 微波彈 高壓快速脈沖重復(fù)放電產(chǎn)生強(qiáng)電磁波，對敵方電子設(shè)備進(jìn)行干擾，能量足夠時可導(dǎo)致設(shè)備失效 等離子體推進(jìn) 利用高壓放電產(chǎn)生等離子體，通過等離子體間的電磁相互作用 (排斥力 )推進(jìn)艦艇 具有無聲的優(yōu)點(diǎn)，可有效避免被敵人的聲納探測 主要內(nèi)容 各類電解質(zhì)在高電場下的特性 氣體的放電基本物理過程和電氣強(qiáng)度 液體、固體介質(zhì)的電氣特性 電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)技術(shù) 電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn) 絕緣的高電壓試驗(yàn) 電氣設(shè)備絕緣在線檢測與診斷 線路和繞組中的波過程 雷電及防雷保護(hù)裝置 電力系統(tǒng)防雷保護(hù) 電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓 電力系統(tǒng)絕緣配合 國家電網(wǎng)校園招聘考試大綱 高電壓技術(shù)的特點(diǎn) 高電壓技術(shù)的特點(diǎn) 理論性強(qiáng) 實(shí)踐性強(qiáng) 跨學(xué)科多 非線性明顯 電力工程中唯一一門研究電力系統(tǒng)過電壓和絕緣的課程 本課程學(xué)習(xí)目的 重點(diǎn)掌握電力系統(tǒng)產(chǎn)生過電壓的機(jī)理和過電壓保護(hù)的基本方法 培養(yǎng)分析和解決電力系統(tǒng)中絕緣與作用電壓矛盾的能力。 第一章 氣體的放電基本物理過程 和電氣強(qiáng)度 主要內(nèi)容 第一節(jié) 湯遜理論和流注理論 第二節(jié) 不均勻電場中的放電過程 第三節(jié) 空氣氣隙在各種電壓下的擊穿特性 第五節(jié) 提高氣體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法 第六節(jié) 沿面放電及防污對策 湯遜理論和流注理論 主要內(nèi)容 基礎(chǔ)知識 非自持放電和自持放電 湯遜理論 巴申定律 流注理論 強(qiáng)電負(fù)性氣體自持放電的條件 氣體的絕緣與導(dǎo)電 純凈的、中性狀態(tài)的氣體是不導(dǎo)電的 氣體中出現(xiàn)了帶電質(zhì)點(diǎn)（電子、正離子、負(fù)離子）后才可能導(dǎo)電，并在電場作用下發(fā)展成各種形式的氣體放電現(xiàn)象 帶電粒子的產(chǎn)生 電離：外因下，原子產(chǎn)生自由電子和帶（正）電粒子 光電離： 可見光不能使氣體直接電離， X射線、 γ射線可以 光源可以是外部的，也可以是內(nèi)部自產(chǎn)生的 金屬表面電離更容易 了解：光電效應(yīng)，光的波粒二象性 碰撞電離 氣體中主要碰撞電離由電子產(chǎn)生，正離子和負(fù)離子很少，為什么？ 陰極表面，正離子撞擊可產(chǎn)生電離 熱電離：常溫下，氣體熱電離的概率很小。 帶電粒子消失 復(fù)合 ：當(dāng)氣體中帶異號電荷的粒子相遇時，有可能發(fā)生電荷的傳遞與中和 電子和正離子復(fù)合，稱為電子復(fù)合，產(chǎn)生一個中性分子 正離子和負(fù)離子復(fù)合，稱為離子復(fù)合，產(chǎn)生兩個中性分子 帶電粒子消失的幾種情況 在電場驅(qū)動下定向運(yùn)動到電極，消失于電極而形成外電路中的電流 帶電粒子因擴(kuò)散而逸出氣體放電空間 帶電粒子的復(fù)合 非自持放電和自持放電（ 1） 圖 11 其他放電的試驗(yàn)電路 不外加電源時：光電離和復(fù)合同時存在，并處于平衡狀態(tài)。外界因素產(chǎn)生的電離固定。uA 自持放電：放電過程不需要外電離因素，電流可以自維持 U U0 ， 電流劇增 氣隙中電流過程仍然需要外施電壓 氣體放電的 起始電壓 ：放電由非自持轉(zhuǎn)為自持的起始電壓 圖中的 U0 均勻電場中，起始電壓等于擊穿電壓 不均勻電場中擊穿電壓大于起始電壓。 統(tǒng)計(jì)：大量電子、多次實(shí)驗(yàn) xenxn ?0)( ?() xn x n e ??ndxdnordxndndxndn????????湯遜理論（ 5） 設(shè)陰極發(fā)射一個起始電子，則有 α過程電子崩的電子（含起始電子）到陽極 到達(dá)陰極表面的正離子數(shù)，也是 α過程 產(chǎn)生的正離子數(shù)。 cm 標(biāo)準(zhǔn)氣壓下， d= 放電特征： 輝光放電 ： 整個氣隙均勻放電 巴申定律 （ 1） 自持放電起始電壓 U0的計(jì)算 α系數(shù)的表達(dá)式： 其中： A， B與氣體有關(guān)常數(shù)； p氣壓； E場強(qiáng) 推導(dǎo)過程參見文獻(xiàn) 12，朱德桓，高電壓絕緣，清華大學(xué)出版社 1992 代入 再有： EBppe /A ?????? 1)1( de ?? )11l n (0/ ????dA p eUB p d? ?0 ()lnl n 1 1B p dU f p dA p d??????????巴申定律 （ 2） 考慮溫度變化，以氣體 相對密度 δ代替壓力 p： 對于空氣 有： Ts=293k,ps= T,p為實(shí)驗(yàn)時大氣條件 均勻電場中氣體的 U0等于氣隙的擊穿電壓 Ub，不均勻電場中不等 課本中 P4提到氣隙擊穿電壓為 Ub，與圖 12中的含義不同 巴申定律： 當(dāng)氣體成分和電極材料一定時，氣隙間隙擊穿電壓 Ub是氣壓ｐ（或者氣體密度 δ）與極間距離ｄ乘積的函數(shù)。碰撞次數(shù)增加。電場小，粒子定向移動慢。直到流注通道把兩極接通，氣隙被完全擊穿。 對比。 二次電子的來源不同 pd較小時，起始電子在穿越極間距離時不可能聚集到足夠多的電子 流注理論和湯遜理論各適用一定條件，不能互相替代 湯遜理論適用低氣壓、短距離 流注理論適用高氣壓、長距離 二者均針對非電負(fù)性氣體。 如強(qiáng)電負(fù)性氣體 SF6 電子的 附著效應(yīng) 電子 附著系數(shù) ，一個電子沿電場方向行徑 1cm時平均發(fā)生的電子附著次數(shù)。 工程中也較少應(yīng)用。 思考題 ：在流注理論中，強(qiáng)電負(fù)性氣體流注出現(xiàn)的臨界電子數(shù)為 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于非電負(fù)性氣體的 108個，為什么？ ???Kd ?? ）（ ?? 10*?e 不均勻電場中的放電過程 主要內(nèi)容 稍不均勻電場的放電特點(diǎn) 極不均勻電場中的電暈放電現(xiàn)象 極不均勻電場中的放電過程 均勻電場與不均勻電場 均勻電場中，流注一旦形成，放電達(dá)到自持程度，氣隙就會擊穿。 一般只研究稍不均勻電場和極不均勻電場 不均勻電場的劃分：明確劃分比較困難，通常用 電場不均勻系數(shù) 來大致劃分。 放電特性與均勻電場相似， 一旦出現(xiàn)自持放電，氣隙隨即被擊穿 d=4D時，電場分布極不均勻。 隨電壓升高會出現(xiàn)電暈，但不穩(wěn)定，球隙立刻轉(zhuǎn)為火花放電 極不均勻電場中，電暈起始電壓 擊穿電壓。 思考題 ：相同極間距離時，擊穿電壓的誰大誰小 均勻電場 稍不均勻場 極不均勻電場 極不均勻電場中的電暈放電現(xiàn)象（ 1） 極不均勻電場中的電暈放電現(xiàn)象（ 2） 極不均勻電場中的電暈放電現(xiàn)象（ 3） 電暈的產(chǎn)生過程： 在極不均勻電場中，電極附近存在一個 電離區(qū) 。 電暈放電的電流強(qiáng)度。 觀察圖 18，得到： 擊穿電壓排序：均勻場 D最小 D較小 D最大 D較大 尖 板 D在厘米級時，擊穿電壓大于棒（尖） 板氣隙，二者相近。聲光電熱和化學(xué)反應(yīng) 對無線電干擾。 腐蝕作用。 分裂導(dǎo)線的另一個作用：克服集膚效應(yīng)，提高輸電能力。 電極曲率半徑小，不均勻程度高，電場最強(qiáng)。也就是電暈放電階段。 正離子反方向運(yùn)動，速度很慢，暫留棒極附近。也就是電暈放電階段。 加強(qiáng)了棒極附近場強(qiáng)，而削弱了外部空間電場。 極不均勻電場中的放電過程 （ 4） 自持放電后的階段。 當(dāng)極間電壓提高時，電暈放電區(qū)容易向外擴(kuò)展，強(qiáng)場區(qū)逐漸向極板方向推進(jìn)。 與正棒 負(fù)板情況相反。 結(jié)論 ：對于極不均勻場氣隙， 擊穿電壓的極性效應(yīng)與電暈起始放電的極性效應(yīng)相反 。主要由電暈放電 先導(dǎo)放電 主放電幾個階段組成。 分類標(biāo)準(zhǔn)：電壓波形、持續(xù)時間 直流電壓 穩(wěn)態(tài)電壓 工頻交流電壓 沖擊電壓 雷電沖擊電壓 操作沖擊電壓 除電壓形式外，氣隙的擊穿還取決于電極的形狀 本質(zhì)上是取決于電場形式 對于氣隙擊穿無區(qū)別 對于氣隙擊穿有區(qū)別 空氣間隙在穩(wěn)態(tài)電壓下的擊穿 氣隙擊穿的時間：一般以 uS計(jì) 對于氣隙擊穿而言：直流電壓和工頻電壓無區(qū)別 穩(wěn)態(tài)電壓下氣隙的擊穿與電場均勻度有很大關(guān)系： 均勻電場氣隙 稍不均勻電場氣隙 極不均勻電場氣隙 空氣在穩(wěn)態(tài)均勻電場下的擊穿 均勻電場中：電極布置是對稱的，不存在極性效應(yīng)，擊穿所需時間極短 標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下，擊穿電壓峰值 Ub與極間距離 d的關(guān)系：