【正文】 +++++ +++ +++++++ a ） b ） c ） d ）如果外施電壓為氣隙的最低擊穿電壓，當(dāng)初崩發(fā)展到陽極時，正負(fù)電荷復(fù)合和反激勵發(fā)出光子。 在這兩者之間 。 同理 ， 當(dāng) S保持不變 ， 氣體分子相對密度 δ增大時 ， 電子的自由行程縮短了 ， 相鄰兩次碰撞之間積聚到足夠動能的概率減小了 ， 故 Ub必然升高 ，這就是谷點的右側(cè) 。 但是當(dāng) S值很小時 ， 則由于電子與中性質(zhì)點碰撞次數(shù)的減少 ， 反而使氣隙移動的帶電質(zhì)點減少 ， 所以必須升高外施電壓才能保持氣隙的擊穿 。 三．巴申曲線 放電機(jī)理 ：氣隙的擊穿取決于從陰極出發(fā)的電子在向陽極移動過程中與中性質(zhì)點的碰撞 次數(shù) 和使其游離的 概率 。 ?因 為 它 的 曲 線 與 在 此 公 式 推 導(dǎo) 出（ 1890年 ） 的前一年 （ 1889年 ） 由巴申通過實驗得出 ， 所以此規(guī)律被命名為巴申定律 。 S —— 極板之間的距離 (cm)。 ? C～ 外電場使移動的電荷（主要是指電子）具有很大的動能，是所撞擊的中性質(zhì)點產(chǎn)生劇烈的碰撞游離，氣隙電荷急劇增多，導(dǎo)致其失去絕緣性能而擊穿。 ? a~b段 雖然外加電壓上升 ， 但由于電子在運動中與其它中性質(zhì)點相碰撞 ， 使電子損失能量 ， 導(dǎo)致電子的移動速度趨于飽和 ， 所以電流幾乎不隨電壓的變化而變化 。 第二節(jié) 均勻電場小氣隙的放電 一．氣隙放電的伏安特性曲線 二．氣隙擊穿電壓的理論計算 三．巴申曲線 一．氣隙放電的伏安特性曲線： ? 十九世紀(jì)九十年代 ， 英國物理學(xué)家湯深德 （ Townsend） 采用圖 1 的實驗裝臵測出了氣體小間隙的伏安特性曲線如圖 2所示 。 帶電質(zhì)點的消失的形式： 帶電質(zhì)點的擴(kuò)散：由于不同區(qū)域種的帶電質(zhì)點的濃度不同 ， 電荷從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動的現(xiàn)象稱為帶電質(zhì)點的擴(kuò)散 。 二．帶電質(zhì)點的消失 ?去游離：帶電質(zhì)點從游離區(qū)消失或游離的作用被削弱的現(xiàn)象稱為帶電去游離 。 ? 金屬表面的電子受外界能量的作用后逸出金屬表面而成為自由電子的現(xiàn)象稱為表面游離 。 ）－光的頻率（普朗克常數(shù)，等于式中Hz 34??JhhW????3. 熱游離 ?在高溫下 ， 氣體的質(zhì)點熱運動加劇 ， 相互碰撞而產(chǎn)生的游離稱為熱游離 。 2. 光游離 ? 短波射線的光子具有很大的能量 ， 它以光的速度運動 ， 當(dāng)它射到中性介質(zhì)的分子或原子上時 ， 所產(chǎn)生的游離稱為光游離 。 ：處于激勵狀態(tài)的質(zhì)點如果沒有其它質(zhì)點撞擊時 ， 恢復(fù)到原來的運行狀態(tài)的現(xiàn)象稱為質(zhì)點的反激勵 。 ：當(dāng)撞擊質(zhì)點的能量小于被撞質(zhì)點的游離能時 ， 使電子躍遷到更高的能級的現(xiàn)象稱為質(zhì)點的激勵 。 ? 特點：可以一次完成 ， 也可以分級完成 。 第一章 氣體電介質(zhì)的電氣性能 ? 氣體中帶電質(zhì)點的產(chǎn)生和消失 ? 均勻電場小氣隙的放電 ? 均勻電場大氣隙的放電 ? 不均勻電場氣隙的擊穿 ? 沖擊電壓下空氣的擊穿特性 ? 提高氣隙抗電強(qiáng)度的措施 ? 沿面放電 第一節(jié) 氣體中帶電質(zhì)點的產(chǎn)生與消失 一．帶電質(zhì)點的產(chǎn)生 ?碰撞游離 ?光游離 ?熱游離 ?表面游離 二 . 帶電質(zhì)點的消失 ?質(zhì)點的擴(kuò)散 ?質(zhì)點的復(fù)合 1 碰撞游離 ? 運動的質(zhì)點 （ 可以是帶電的 ， 也可以是中性質(zhì)點 ） 撞擊另一個質(zhì)點 ， 且使其分解成為 兩個帶電質(zhì)點的現(xiàn)象稱為碰撞游離 。 本課程的主要任務(wù) ? 使學(xué)習(xí)者通過本課程的學(xué)習(xí)，基本掌握各種絕緣介質(zhì)的基本特性，如何正確的利用它的基本方法；基本掌握應(yīng)用高電壓試驗技術(shù)對電氣設(shè)備的絕緣進(jìn)行預(yù)防性試驗的基本方法；能在通過工程設(shè)計，預(yù)防和保護(hù)電氣設(shè)備免受過電壓的危害。 這種過電壓一般不會對電氣設(shè)備的絕緣造成危害 ， 但對絕緣較弱的電氣設(shè)備及直配電機(jī)的絕緣威脅較大 ， 必須予以重視 。 操作過電壓 ?由系統(tǒng)操作或故障引起的過渡性質(zhì)的過電壓 。 短時過電壓 ?這是由單相接地 、 突然甩負(fù)荷及由諧振引起的電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓 。前言 ?設(shè)備在運行中可能承受的過電壓 ?電介質(zhì) ?本課程的主要內(nèi)容 ?本課程的主要任務(wù) 設(shè)備在運行中可能承受的過電壓 ?雷電過電壓 ?短時過電壓 ?操作過電壓 雷電過電壓的產(chǎn)生 ?雷電過電壓也稱大氣過電壓 ， 是由雷電直擊電氣設(shè)備或輸電線路 ， 雷電流流過設(shè)備或線路 引起的過電壓 ，這個過電壓稱為直擊雷過電壓；也可能雷落在輸電線路附近 ， 由于電磁場的突然變化 ， 在設(shè)備或線路上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓 ， 這個過電壓稱為感應(yīng)雷過電壓 。 雷電過電壓的特點 ?作用時間短 ?峰值高 ?是電力系統(tǒng)特別是 110kV及以下系統(tǒng)的最危險的過電壓 。其特點是過電壓的數(shù)值一般不太高 ，由于 110kV及以下的電力系統(tǒng)絕緣裕度高 ， 一般不會造成電氣設(shè)備的損壞 ， 這種過電壓卻是過電壓保護(hù)裝臵動作條件的重要依據(jù) ， 在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)對這種過電壓加以限制 。 過電壓時間短 ， 衰減快 ，過電壓輻值一般不超過電氣設(shè)備額定電壓的 。 電介質(zhì) 一、導(dǎo)體和絕緣體 二、電介質(zhì)的概念 三、電介質(zhì)的物質(zhì)形態(tài) 四、電介質(zhì)的電導(dǎo) 本課程的主要內(nèi)容 ? 高電壓絕緣理論 ：研究如何利用電介質(zhì)的電氣性能為電力系統(tǒng)服務(wù) ， 預(yù)防事故的發(fā)生； ? 高電壓試驗技術(shù) ：研究如何應(yīng)用通過給設(shè)備絕緣施加較高電壓的方法來檢查設(shè)備是否有安全隱患的技術(shù)； ? 過電壓及其防護(hù)技術(shù) ：討論電力系統(tǒng)過電壓的產(chǎn)生 ， 發(fā)展機(jī)理 ， 及其如何限制其發(fā)展和限制其產(chǎn)生的措施 。為從事有關(guān)方面的工作奠定必要的理論基礎(chǔ) 。 ? 發(fā)生碰撞游離的條件：撞擊質(zhì)點的 總能量 （ 動能＋位能 ） 大于被撞擊質(zhì)點的游離能；有一定的相互作用時間 。 ： 質(zhì)點游離所需的最小能量稱為游離能 。 處于激勵狀態(tài)的質(zhì)點易游離 。 反激勵將把激勵時所吸收的能量以光的狀態(tài)釋放出來 。 ? 光子的能量： ? 紫外線 ， X射線 ， 是引起光游離的主要因素 。 ?只有在 5000～ 10000K的高溫下才能產(chǎn)生熱游離 。 ? 表面游離的條件：外界能量大于金屬的逸出功 。 ?帶電質(zhì)點的消失是由于游離作用小于去游離的作用 。 電質(zhì)點的復(fù)合：正離子與負(fù)離子相遇發(fā)生電荷的傳遞 ， 而相互綜合還原成中性質(zhì)點的現(xiàn)象稱為帶電質(zhì)點的復(fù)合 。 湯深德放電理論 ? o～ a段 外加電壓上升 ， 導(dǎo)致氣隙的電場強(qiáng)度上升 ， 在自由行程內(nèi) ， 電子的加速度增加 ， 使移動電子的速度加快 ， 所以電流增大 。 ? b~c段 帶電質(zhì)點在外界電場的作用下 ， 獲得很大的加速度 ，以致在與中性質(zhì)點碰撞時 ， 具有很高的速度 ， 使電子的動能較大 ， 可以使部分中性質(zhì)點產(chǎn)生碰撞游離 ， 使氣隙中移動的帶電質(zhì)點增多 ， 所以電流隨外加電壓的增高而急劇增大 。 二．氣隙擊穿電壓的理論計算 —— 氣體的相對密度； —— 電子所在點的氣體的電場強(qiáng)度。 —— 湯申德第三游離系數(shù) A、 B—— 均為與氣體性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)，對空氣： A=109． 61／ kPa， B＝ ／ kPa； 均勻電場小氣隙擊穿電壓的計算公式為： ?由此看出 ， 氣隙的擊穿電壓不僅與氣隙的大小有關(guān) ， 還與氣隙的中性質(zhì)點的密度有關(guān) ， 且是二者乘積的函數(shù) ， 這個規(guī)律稱為 巴申定律 。 同時氣隙的擊穿電壓還與陰極材料有關(guān) 。 假設(shè) δ保持不變 ， S很大時 ， 則必須增大外施電壓提高場強(qiáng)才能使電子獲得足夠的能量以產(chǎn)生碰撞游離 。 所以 ， 總有一個 S對氣隙中的帶電質(zhì)點的產(chǎn)生最有利 ,使擊穿電壓最低 。 反之 ， 當(dāng) δ減小到很小數(shù)值后 ， 質(zhì)點的碰撞次數(shù)減少了 ， 所以為了保持一定數(shù)量的帶電質(zhì)點 ，必須升高外施電壓 ， 即 Ub升高 ， 這就是谷點的左側(cè) 。 總有一個 δ值對造成碰撞游離最有利 ， 此時 Ub最小 ， 這就是谷點 。由于受空間電荷的畸變作用，崩尾的電場較高，光子到達(dá)這里時，形成二次電子崩。這個正電荷多于負(fù)電荷的混合通道稱為流注通道，簡稱為流注。 負(fù)流注的形成 ? 電壓較低時，電子崩需經(jīng)過整個間隙才形成流注，電壓較高時，電子崩不需經(jīng)過整個間隙，其頭部電離程度已足以形成流注 。 陽極 陰極 第四節(jié) 不均勻電場氣隙的擊穿 ?一 ． 不均勻電場的模擬 ?二 ． 短間隙的擊穿 ?三 、 棒板電極的極性效應(yīng) ?四 、 長間隙的擊穿 一．不均勻電場的模擬 ? 不均勻電場的分類 電極的不同導(dǎo)致電場的分布有所不同 ， 但可以分為兩類：對稱電場和不對稱電場兩種 。 ? 不對稱電場 棒 —— 板電極來模擬 。此外，初崩的電子很快進(jìn)入棒極，在棒極前方留下的正離子大大加強(qiáng)了氣隙深處的電場，極易使氣隙深處的電子產(chǎn)生二次電子崩而形成正流注。 當(dāng)棒為負(fù)極性時，初崩直接由棒極向外發(fā)展。初崩留下的正空間電荷顯然增強(qiáng)了負(fù)棒極附近的電場，卻削弱了氣隙深處的空間電場，使負(fù)流注的向前發(fā)展受到抑制。 三、棒板電極的極性效應(yīng) ? 綜上所述，對棒一板電極，在棒為不同極性時，由于空間電荷對氣隙的電場影響不同，從而將導(dǎo)致其擊穿電壓和電暈起始電壓不同，這種現(xiàn)象稱為棒一板電極的極性效應(yīng)。 二、長間隙的擊穿 ? 實踐表明，