吳廣寧高電壓11西南交大電氣(編輯修改稿)
2025-01-19 08:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ， 都比較小。 ?p (116) 所以，在高氣壓和高真空下，氣隙不易發(fā)生放電現(xiàn)象，具有較高的電氣強度。 ?高氣壓時， 很小，單位長度上的碰撞次數(shù)很多，但能引起電離的概率很小； ?低氣壓和真空時， 很大，總的碰撞次數(shù)少，所以 也比較小。 e?e??湯遜理論 前述已知，只有電子崩過程是不會發(fā)生自持放電的。要達到自持放電的條件，必須在氣隙內(nèi)初始電子崩消失前產(chǎn)生 新的電子（二次電子） 來取代外電離因素產(chǎn)生的初始電子。 實驗現(xiàn)象表明，二次電子的產(chǎn)生機制與氣壓和氣隙長度的乘積（ ）有關(guān)。 值 較小 時自持放電的條件可用 湯遜理論 來說明； 值 較大 時則要用 流注理論 來解釋。 pdpdpd（ 1） 過程與自持放電條件 ? 由于陰極材料的 表面逸出功比氣體分子的電離能小很多，因而正離子碰撞陰極較易使陰極釋放出電子。此外正負離子復(fù)合時，以及分子由激勵態(tài)躍遷回正常態(tài)時，所產(chǎn)生的光子到達陰極表面都將引起陰極表面電離，統(tǒng)稱為 過程。 為此引入系數(shù)。 ?? 設(shè)外界光電離因素在陰極表面產(chǎn)生了一個自由電子，此電子到達陽極表面時由于 過程，電子總數(shù)增至 個。因在對 系數(shù)進行討論時已假設(shè)每次電離撞出一個正離子，故電極空間共有（ － 1）個正離子。 由系數(shù) 的定義，此（ － 1）個正離子在到達陰極表面時可撞出 （ － 1）個新電子，這些電子在電極空間的碰撞電離同樣又能產(chǎn)生更多的正離子，如此循環(huán)下去 。 ?de?? de?de?? de?自持放電條件 為 1)1( ??de ?? ：一個正離子撞擊到陰極表面時產(chǎn)生出來的二次電子數(shù) ? ：電子碰撞電離系數(shù) ?：兩極板距離 d 此條件物理概念十分清楚，即一個電子在自己進入陽極后可以由 及 過程在陰極上又產(chǎn)生一個新的替身，從而無需外電離因素放電即可繼續(xù)進行下去。 ??(121) （ 2） 湯遜放電理論的適用范圍 湯遜理論 是在低氣壓、 較小的條件下在放電實驗的基礎(chǔ)上建立的。 過小或過大，放電機理將出現(xiàn)變化，湯遜理論就不再適用了。 d?d? 過小時，氣壓極低 ( 過小 在實際上是不可能的 )， 過小， 遠大于 ， 碰撞電離來不及發(fā)生，擊穿電壓似乎應(yīng)不斷上升 ，但實際上電壓 U上升到一定程度后，場致發(fā)射將導(dǎo)致?lián)舸瑴d的碰撞電離理論不再適用，擊穿電壓將不再增加。 d? ?/d?d 過大時，氣壓高，或距離大，這時氣體擊穿的很多實驗現(xiàn)象無法全部在湯遜理論范圍內(nèi)給以解釋： 放電外形 ； 放電時間 ； 擊穿電壓 ； 陰極材料 。 d? 因此，通常認為， ＞ cm(pd＞ 200 cm ? mmHg)時，擊穿過程將發(fā)生變化，湯遜理論的計算結(jié)果不再適用，但其碰撞電離的基本原理仍是普遍有效的。 d?返回 巴申定律與適用范圍 早在湯遜理論出現(xiàn)之前，巴申 (Paschen)就于1889年從大量的實驗中總結(jié)出了擊穿電壓 與 的關(guān)系曲線，稱為巴申定律，即 bupd )( pdfUb ? (123) 巴申定律 圖 17給出了空氣間隙的 與 的關(guān)系曲線。從圖中可見，首先， 并不僅僅由 決定，而是 的函數(shù)；其次 不是 的單調(diào)函數(shù)，而是 U型曲線，有極小值 。 ? ?pdfub ?bupdbud pdbu圖 17 實驗求得的均勻場不同氣體間隙 曲線 不同氣體，其巴申曲線上的最低擊穿電壓 ，以及使 的 值 各不相同。對空氣， 的極小值為 。 min,bU mi n,bb Uu ?? ?mind? bu VU b 325mi n, ?此極小值出現(xiàn)在 cm時，即 的極小值不是出現(xiàn)在常壓下，而是出現(xiàn)在 低氣壓 ，即空氣相對密度很小的情況下。 d?bu ? ?pdfub ?圖 17 實驗求得的均勻場不同氣體間隙 曲線 返回 不均勻電場中的氣體放電 電氣設(shè)備中很少有均勻電場的情況。但對不均勻電場還要區(qū)分兩種不同的情況，即 稍不均勻電場和 極不均勻電場 。全封閉組合電器 (GIS)的母線筒和高壓實驗室中測量電壓用的球間隙是典型的稍不均勻電場；高壓輸電線之間的空氣絕緣和實驗室中高壓發(fā)生器的輸出端對墻的空氣絕緣則屬于極不均勻電場。 1. 稍不均勻電場和極不均勻電場的特點與劃分 均勻電場是一種少有的特例，在實際電力設(shè)施中常見的卻是不均勻電場。 為了描述各種結(jié)構(gòu)的電場不均勻程度，可引入一個電場不均勻系數(shù) f，表示為： vEEf?ma x?:最大電場強度 vE?:平均電場強度 dUEv ??f2時為稍不均勻電場 , f4屬不均勻電場。 (126) 2. 極不均勻電場的電暈放電 （ 1）電暈放電 在極不均勻場中，當(dāng)電壓升高到一定程度后，在空氣間隙完全擊穿之前，大曲率電極 (高場強電極 )附
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