《青大高電壓》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 放電時(shí) ， 氣體間隙的大部分尚未喪失絕緣性能 ，放電電流很小 ， 間隙仍能耐受電壓的作用 (a) start corona (b) middle corona (c) strong corona 刷狀放電 ? 電場(chǎng)極不均勻情況下 ， 如電壓繼續(xù)升高 ， 從電暈電極伸展出許多較明亮的細(xì)放電通道 ， 稱為刷狀放電 ? 電壓再升高 ， 根據(jù)電源功率而轉(zhuǎn)入火花放電或電弧放電 ， 最后整個(gè)間隙被擊穿 ? 如電場(chǎng)稍不均勻 ， 則可能不出現(xiàn)刷狀放電 ， 而由電暈放電直接轉(zhuǎn)入擊穿 一把錘子敲擊釘子的時(shí)候產(chǎn)生的電暈放電 瞬間 ?總結(jié)：氣體放電的不同形式 氣體壓力、電極形狀、電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān) 輝光放電 電弧放電 火花放電 壓力小 真空中 放電電流密度小，放電區(qū)域占放電管電極間整個(gè)空間 壓力增大 1個(gè)大氣壓以上 放電電流密度大，溫度高，亮而細(xì)長(zhǎng)放電弧道，弧道電阻小，似短路 放電回路阻抗大，放電時(shí)斷時(shí)續(xù) 外電路阻抗大，壓降大，間隙多次被擊穿 電暈放電 刷狀放電 極不均勻電場(chǎng)環(huán)境中 空氣間隙電場(chǎng)極不均勻，在電極附近強(qiáng)電場(chǎng)處出現(xiàn)的局部空氣游離發(fā)光現(xiàn)象，電流小，整個(gè)空氣間隙并未擊穿，仍能耐受電壓作用 電暈放電后壓力增大，產(chǎn)生刷狀放電 從電暈電極間產(chǎn)生許多明亮的細(xì)小放電通道 壓力再大，整個(gè)間隙擊穿，形成電弧放電或火花放電 電力線路和設(shè)備外絕緣 只能出現(xiàn) 電暈放電、刷狀放電、火花放電、電弧放電 自持放電的進(jìn)一步發(fā)展和轉(zhuǎn)變 — 取決于 電場(chǎng)情況 ? 均勻電場(chǎng) （ 大體均勻電場(chǎng) ） ? 間隙將被擊穿 ， 此后根據(jù)氣壓 、 外回路阻抗等條件形成輝光放電 、 火花放電或電弧放電 ， 而起始電壓 U0也就是間隙的擊穿電壓 Ub ? 極不均勻電場(chǎng) ? 當(dāng)放電由非自持轉(zhuǎn)入自持時(shí) ， 在大曲率電極表面電場(chǎng)集中的區(qū)域發(fā)生電暈放電 ， 這時(shí)起始電壓是間隙的電暈起始電壓 ， 而擊穿電壓可能比起始電壓高很多 起始電壓 U0 （非自持 →自持） 均勻場(chǎng)：擊穿電壓 Ub 不均勻場(chǎng)：電暈起始電壓，氣隙仍絕緣，UbU0 極不均勻電場(chǎng) 的放電發(fā)展情況 ? 電壓比較低 ? 棒電極處場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)臨界值 ， 出現(xiàn)自持放電 ， ? 棒極遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)小 ， 自持放電局限在棒極附近 ， 不能擴(kuò)展 ? 離子復(fù)合時(shí)輻射出光子 ， 有均勻穩(wěn)定的發(fā)光層籠罩電極 ? 電壓提高 ? 電極距離不大：電暈放電 → 整個(gè)氣隙的火花擊穿 ? 電極距離大：電暈放電 → 刷形放電 ， 氣隙的不完全擊穿 ? 電壓再提高 ? 刷形放電增長(zhǎng)到對(duì)面電極 → 火花擊穿 ? 當(dāng)電源功率總夠大時(shí)：火花擊穿 → 電弧放電 解釋氣隙的擊穿過(guò)程的放電理論 均勻電場(chǎng)氣隙擊穿 湯遜理論 流柱理論 不均勻電場(chǎng)大氣壓下氣隙擊穿 短氣隙 長(zhǎng)氣隙擊穿的三個(gè)階段 雷云放電的三個(gè)階段 電暈放電 （ 2） 電子崩的形成 ?外界電離因子在陰極附近產(chǎn)生了一個(gè) 初始電子 ，如果空間 電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大 ，該電子在向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)引起碰撞電離，產(chǎn)生一個(gè)新的電子 ，初始電子和新電子繼續(xù)向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)， 又會(huì)引起新的碰撞電離，產(chǎn)生更多電子。 管中所充氣體不同 ，發(fā)光顏色也不同 輝光放電： 低壓氣體中顯示出輝光的放電現(xiàn)象。 圖 1－ 3 氣體間隙中電流與外施電壓的關(guān)系 （ 1）在 IU曲線的 OA段： 外界電離因子產(chǎn)生的帶電粒子幾乎能全部抵達(dá)電極，電流 趨于飽和 ，飽和電流值很小，氣體仍處于 良好的絕緣狀態(tài) ， 這時(shí)， 電流值僅取決于外電離因素的強(qiáng)弱而與電壓無(wú)關(guān) （ 2）在 IU曲線的 AB段： I隨著 U的提高而增大，表明此時(shí)電場(chǎng) E足夠大，使電子積累足夠的動(dòng)能造成碰撞電離的發(fā)生，出現(xiàn)電子崩 ，隨著 E增大，碰撞電離愈激烈，帶電粒子數(shù)目呈指數(shù)增長(zhǎng)，電流增大更快； （ 3）在 IU曲線的 BC段 ： 電子崩的形成： 雖然電流增長(zhǎng)很快，但電流值仍很小，一般在 微安級(jí) ，且此時(shí)氣體中的電流仍要靠外電離因素來(lái)維持，一旦去除外電離因素，氣隙電流將消失 。 ★ 常用高壓工程術(shù)語(yǔ) 擊穿： 在電場(chǎng)的作用下，由電介質(zhì)形成的絕緣間隙，喪失絕緣 性能，形成導(dǎo)電通道的過(guò)程， 放電： 氣體絕緣的擊穿過(guò)程 閃絡(luò)： 沿固體介質(zhì)表面發(fā)展的氣體放電（亦稱沿面放電） 電暈： 由于電場(chǎng)不均勻，在電極附近發(fā)生的局部電離放電 擊穿（放電）電壓Ｕ b（ｋＶ）： 使絕緣擊穿的最低臨界電壓 擊穿場(chǎng)強(qiáng)（抗電強(qiáng)度，絕緣強(qiáng)度）Ｅ b（ｋＶ／ｃｍ）： 發(fā)生擊穿時(shí)在絕緣中的最小 平均電場(chǎng)強(qiáng)度。 – 放電過(guò)程中絕大多數(shù)是 正、負(fù)離子之間復(fù)合 ，參加復(fù)合的電子絕大多數(shù)先形成負(fù)離子再與正離子復(fù)合。 ? 原因： 熱運(yùn)動(dòng) ? 擴(kuò)散規(guī)律：與 氣體的擴(kuò)散規(guī)律也是相似的 ? 氣體壓力越高或者溫度越低 ， 擴(kuò)散過(guò)程也就越弱 ? 電子擴(kuò)散比離子擴(kuò)散高 3個(gè)數(shù)量級(jí) ?電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于離子 ， 所以電子的熱運(yùn)動(dòng)速度很高 ， 它在熱運(yùn)動(dòng)中受到的碰撞也較少 ， 自由行程大 ， 因此 ， 電子的擴(kuò)散過(guò)程比離子的要強(qiáng)得多 帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合 ? 復(fù)合： – 當(dāng)氣體中 帶異號(hào)電荷 的粒子相遇時(shí)，有可能發(fā)生電荷的 傳遞與中和， 還原為分子的過(guò)程 。 ? 條件： 正離子的能量 ≥ 2倍金屬逸出功 ? 逸出的電子有一個(gè)和正離子結(jié)合成為原子，其余的成為自由電子。 ? 特點(diǎn)：通常分級(jí)電離的概率很小。 ? 這是因?yàn)殡娮芋w積小，其自由行程 (兩次碰撞間質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的距離 )比離子大得多，所以在電場(chǎng)中獲得的動(dòng)能比離子大得多。 Ｔ ↑→分子動(dòng)能 ↑→碰撞電離 Ｔ ↑→熱輻射發(fā)出的光子的能量 、 數(shù)量 ↑→光電離 熱電離是 熱狀
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