青大高電壓ppt課件-文庫吧資料
2025-05-10 18:03本頁面
【正文】 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 ? 刷形放電增長到對面電極 → 火花擊穿 ? 當電源功率總夠大時：火花擊穿 → 電弧放電 解釋氣隙的擊穿過程的放電理論 均勻電場氣隙擊穿 湯遜理論 流柱理論 不均勻電場大氣壓下氣隙擊穿 短氣隙 長氣隙擊穿的三個階段 雷云放電的三個階段 電暈放電 （ 2） 電子崩的形成 ?外界電離因子在陰極附近產生了一個 初始電子 ，如果空間 電場強度足夠大 ，該電子在向陽極運動時就會引起碰撞電離，產生一個新的電子 ，初始電子和新電子繼續(xù)向陽極運動， 又會引起新的碰撞電離，產生更多電子。 ? 在較高氣壓 （ 例如大氣壓強 ） 下 ， 減小外回路中的阻抗 ，則電流增大 ， 電流增大到一定值后 ， 放電通道收細 ， 不再擴散于間隙中的整個空間 ， 且越來越明亮 ， 說明通道的電導越來越大 ? 特點： ? 壓力增大 1個大氣壓以上 ? 電弧通道和電極的溫度都很高 ， 電流密度極大 ， 弧道電阻小 ， 電路具有短路的特征 電弧視頻鏈接 火花放電： 大氣壓或高氣壓下的一種氣體放電形式，因發(fā)電通道似火花而得名 ? 在較高氣壓 （ 例如大氣壓強 ） 下 ， 擊穿后總是形成收細的發(fā)光放電通道 ，而不再擴散于間隙中的整個空間 。 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。 ? 輝光放電 ? 電暈放電 ? 刷形放電 ? 火花放電 ? 電弧放電 ?隨 氣壓 、 電極形狀、電源功率 、 外電路阻抗 不同而不同 利用 放電管 可以觀察放電現(xiàn)象的變化 ? 輝光放電 ? 電弧放電 ? 火花放電 ? 電暈放電 ? 刷狀放電 補充：氣體放電的主要形式 ? 當氣體壓強不大 ， 電源功率很小 （ 放電回路中串入很大阻抗 ） 時 ， 外施電壓增到一定值后 ， 回路中電流突增至明顯數值 ， 管內陰極和陽極間整個空間忽然出現(xiàn)發(fā)光現(xiàn)象 ? 特點 :壓力小 （ 真空中 ） ， 放電電流密度較小 ， 放電區(qū)域通常占據了整個電極間的空間 。 圖 1－ 3 氣體間隙中電流與外施電壓的關系 （ 1）在 IU曲線的 OA段： 外界電離因子產生的帶電粒子幾乎能全部抵達電極，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， 電流值僅取決于外電離因素的強弱而與電壓無關 （ 2）在 IU曲線的 AB段： I隨著 U的提高而增大，表明此時電場 E足夠大，使電子積累足夠的動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，帶電粒子數目呈指數增長，電流增大更快； （ 3）在 IU曲線的 BC段 ： 電子崩的形成： 雖然電流增長很快，但電流值仍很小，一般在 微安級 ，且此時氣體中的電流仍要靠外電離因素來維持，一旦去除外電離因素，氣隙電流將消失 。 但氣體放電都有從 電子碰撞電離 開始發(fā)展到電子崩 的階段。 ★ 常用高壓工程術語 擊穿： 在電場的作用下，由電介質形成的絕緣間隙，喪失絕緣 性能，形成導電通道的過程， 放電： 氣體絕緣的擊穿過程 閃絡： 沿固體介質表面發(fā)展的氣體放電（亦稱沿面放電） 電暈： 由于電場不均勻，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 擊穿場強（抗電強度，絕緣強度）Ｅ b（ｋＶ／ｃｍ）： 發(fā)生擊穿時在絕緣中的最小 平均電場強度。 2. 強電場下，氣體中帶電質點的產生形式可以分為空間電離和表面電離。 – 放電過程中絕大多數是 正、負離子之間復合 ，參加復合的電子絕大多數先形成負離子再與正離子復合。 ? 復合時把電離時吸取的電離能通過 光輻射 （ 光子 ） 形式放出 ， 這種光輻射在一定條件下又可能成為導致 光電離的因素 ? 復合過程要 阻礙放電 的發(fā)展 ， 但在一定條件下又可因復合時的光輻射 加劇放電 的發(fā)展 。 ? 原因： 熱運動 ? 擴散規(guī)律：與 氣體的擴散規(guī)律也是相似的 ? 氣體壓力越高或者溫度越低 ， 擴散過程也就越弱 ? 電子擴散比離子擴散高 3個數量級 ?電子的質量遠小于離子 ， 所以電子的熱運動速度很高 ， 它在熱運動中受到的碰撞也較少 ， 自由行程大 ， 因此 ， 電子的擴散過程比離子的要強得多 帶電質點的復合 ? 復合： – 當氣體中 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， 還原為分子的過程 。 ? 在氣體放電空間 ， 帶電質點在一定的電場強度下運動達到 某種穩(wěn)定狀態(tài) ， 保持 平均速度 ， 即上述的帶電質點的驅引速度 （ 遷移速度 ） ： bEv b ?帶電質點受電場力的作用 流入電極 中和－ 在電場作用下作定向運動，流入電極中和電量 ? 電子遷移率比離子遷移率大兩個數量級 ， 即使在很弱的電場中 ， 電子遷移率也隨場強而變 ? 同一種氣體的正負離子的遷移率相差不大 標準大氣條件干燥空氣正負離子： b=、 178。 ? 條件： 正離子的能量 ≥ 2倍金屬逸出功 ? 逸出的電子有一個和正離子結合成為原子，其余的成為自由電子。 逸出功 ：使電子從金屬表面逸出需要的能量。 ? 特點：通常分級電離的概率很小。 （ 4）分級電離 ? 分子或原子在 激勵態(tài) 再獲得能量而發(fā)生電離。 ? 這是因為電子體積小，其自由行程 (兩次碰撞間質點經過的距離 )比離子大得多，所以在電場中獲得的動能比離子大得多。 ? 提高外加電壓
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