氣體擊穿的理論分析和空氣間隙絕緣

氣體擊穿的理論分析和空氣間隙絕緣主要內(nèi)容2.1氣體放電主要形式簡介2.2帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生2.3帶電質(zhì)點(diǎn)的消失2.4均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程2.5不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程2.6持續(xù)作用電壓下空氣的擊穿電壓2.7雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性2.8操作沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓2.9提高氣體間隙擊穿電壓的措施2精選ppt空氣中存在帶電粒子（宇宙射線等輻射電離作用）。擊穿：氣體由絕緣態(tài)變?yōu)榱紝?dǎo)電態(tài)的過程。沿面閃絡(luò)：氣體-液體，氣體-固體界面的擊穿過程。擊穿電壓：發(fā)生擊穿的臨界電壓。擊穿場強(qiáng)：擊穿電壓與間隙距離的比（介電強(qiáng)度）。第一節(jié)氣體放電主要形式簡介氣體中流通電流的各種形式氣體放電3精選ppt第一節(jié)氣體放電主要形式簡介輝光放電電弧放電火花放電電弧放電4精選ppt第一節(jié)氣體放電主要形式簡介5精選ppt第一節(jié)氣體放電主要形式簡介電暈放電刷形放電火花/電弧放電不均勻電場下6精選ppt第一節(jié)氣體放電主要形式簡介7精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生是形成放電的基礎(chǔ)。一、原子的激勵(lì)和電離(一)原子的能級(jí)能級(jí)：根據(jù)原子中電子的能量狀態(tài)，原子具有一系列可取的確定能量狀態(tài)，稱為能級(jí)。8精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生(二)原子的激勵(lì)和電離原子核基態(tài)電子能量激勵(lì)電離電離能復(fù)合一次電離：中性原子失去最外層電子。9精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生(二)原子的激勵(lì)和電離氣體電離能N215.5O212.5CO213.7SF615.6H215.4H2O12.710精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生二、氣體中質(zhì)點(diǎn)的自由行程

：一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)在向前行進(jìn)1cm距離內(nèi)，發(fā)生碰撞次數(shù)的倒數(shù)。11精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生二、氣體中質(zhì)點(diǎn)的自由行程受溫度和氣壓影響電子的

要比分子和離子的大得多

的性質(zhì)反映了帶電質(zhì)點(diǎn)自由運(yùn)動(dòng)的能力空氣中電子平均自由行程0.1微米12精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生三、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生帶電粒子的來源源于氣體內(nèi)部源于電極碰撞電離熱電離光電離正離子碰撞光電子發(fā)射熱電子發(fā)射強(qiáng)場發(fā)射13精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生三、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生(一)碰撞電離中性原子電子E電子動(dòng)能電離能氣體中產(chǎn)生帶電粒子的最主要原因14精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生三、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生(二)光電離中性原子光子能量電離能光子X射線、γ線15精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生三、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生(三)熱電離—本質(zhì)上與碰撞電離、光電離一致中性原子電子電子動(dòng)能電離能高溫在大電弧的情況下發(fā)生16精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生三、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生(四)負(fù)離子的形成E負(fù)極正極氣體分子要有很高的電負(fù)性17精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生三、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生(四)負(fù)離子的形成電子親和能元素電子親合能（eV）電負(fù)性值F4.034.0Cl3.743.0Br3.652.8I3.302.518精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生四、金屬表面電離(一)正離子碰撞陰極E負(fù)極正極正離子電子正離子的能量與金屬電極的逸出功的關(guān)系19精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生四、金屬表面電離(一)正離子碰撞陰極一些金屬的逸出功金屬逸出功（eV)鋁4.08銀4.73銅4.7鐵4.48氧化銅5.34正離子從金屬中釋放自由電子的概率為0.01數(shù)量級(jí)20精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生四、金屬表面電離(二)光電效應(yīng)光子也可能被反射、吸收(熱能)，僅一小部分使電子逸出E負(fù)極正極21精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生四、金屬表面電離(三)場致發(fā)射一般氣隙中不會(huì)發(fā)生，在高氣壓、高真空條件下可能存在E負(fù)極正極電場閾值22精選ppt第二節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生四、金屬表面電離(三)熱電子發(fā)射E負(fù)極正極加熱23精選ppt第三節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)的消失E負(fù)極正極帶電粒子消失的三條途徑：復(fù)合、擴(kuò)散和中和復(fù)合中和擴(kuò)散24精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程一、非自持放電和自持放電非自持放電：去掉外電離因素后放電隨即停止。自持放電：僅由電場的作用而維持的放電自持放電起始電壓25精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程二、湯遜氣體放電理論(一)過程引起的電流1、電子崩的形成E負(fù)極正極初始電子碰撞電離電子倍增碰撞電離電子崩崩頭崩尾26精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程2、過程引起的電流電子碰撞電離系數(shù)α1cm，碰撞電離平均次數(shù)電子數(shù)：電流：27精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程3、的分析α的定義E增大，α急劇增大；p很大或很小時(shí)，α均很小。28精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程3、的分析29精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程3、的分析30精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程(二)、及過程同時(shí)引起的電流1.過程過程:正離子沿電場方向行經(jīng)1cm時(shí)，平均發(fā)生的碰撞電離次數(shù)。過程:正離子碰撞陰極，氣體空間形成的光子引發(fā)的電極表面光電離。31精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程2、及過程同時(shí)引起的電流單位時(shí)間內(nèi)陰極單位面積產(chǎn)生電子總數(shù)：到達(dá)陽極后的電子總數(shù)為：于是可建立關(guān)系式：32精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程3、系數(shù)的大致數(shù)值于是可得：33精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程(三)、均勻電場中的擊穿電壓1.自持放電條件在均勻電場下，就是擊穿的條件2.擊穿電壓、巴申定律溫度不變時(shí)，均勻電場中氣體擊穿電壓Ub是pd的函數(shù)。34精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程(三)、均勻電場中的擊穿電壓1.自持放電條件對(duì)于空氣，擊穿電壓極小值對(duì)應(yīng)(pd)min=0.57(cm·133Pa)35精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程(四)、湯遜理論的適用范圍氣壓很低時(shí)(真空），場致發(fā)射起作用，機(jī)理改變。氣壓很高時(shí)，很多擊穿現(xiàn)象無法在湯遜理論范圍內(nèi)解釋。1.放電外形：帶有分支的明亮細(xì)通道。2.放電時(shí)間：放電時(shí)間較長（理論值）3.擊穿電壓：在pd較大時(shí)，計(jì)算值與實(shí)測值的差別較大。4.陰極材料：在大氣壓下空氣中實(shí)測得到的擊穿電壓與陰極材料無關(guān)。適用于pd<200(cm·133Pa)的條件36精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、氣體擊穿的流注理論—火花擊穿的發(fā)展(一)、在電離室中進(jìn)行放電發(fā)展的實(shí)驗(yàn)研究電離室：利用飽和蒸汽束縛氣體放電形成的帶電粒子，使放電軌跡得以記錄和顯示。37精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、氣體擊穿的流注理論—火花擊穿的發(fā)展負(fù)極正極E38精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、氣體擊穿的流注理論—火花擊穿的發(fā)展(一)、在電離室中進(jìn)行放電發(fā)展的實(shí)驗(yàn)研究電子崩的特征：從陰極向陽極發(fā)展，呈錐形；電子崩發(fā)展速度1.25×10E7cm/s;電子崩可互不影響的向前發(fā)展。流注的特征：電離特強(qiáng)的放電區(qū)；發(fā)展形式受偶然原因影響，通道呈現(xiàn)一定隨機(jī)性；發(fā)展速度明顯高于電子崩，有正、負(fù)流注之分。39精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、氣體擊穿的流注理論—火花擊穿的發(fā)展(二)、電子崩電子數(shù)目呈幾何級(jí)數(shù)迅速增多，40精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、氣體擊穿的流注理論—火花擊穿的發(fā)展(三)、流注的形成E負(fù)極正極正流注：由正極向負(fù)極發(fā)展的流注放電過程。發(fā)展速度：1-2×10E6m/s41精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、氣體擊穿的流注理論—火花擊穿的發(fā)展(三)、流注的形成負(fù)流注：由負(fù)極向正極發(fā)展的流注放電過程發(fā)展速度：7-8×10E5m/sE負(fù)極正極42精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、氣體擊穿的流注理論—火花擊穿的發(fā)展(四)、均勻電場中的擊穿電壓1、自持放電條件流注形成，則出現(xiàn)新的電離因子，放電進(jìn)入自持。常溫常壓下，此常數(shù)為10E8數(shù)量級(jí)。43精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、氣體擊穿的流注理論—火花擊穿的發(fā)展(四)、均勻電場中的擊穿電壓2、擊穿電壓擊穿電壓表達(dá)式與湯遜理論相同，但物理過程差異很大。3、系數(shù)44精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、氣體擊穿的流注理論—火花擊穿的發(fā)展(五)、流注理論對(duì)pd很大時(shí)放電現(xiàn)象的解釋1、放電外形流注通道曲折，帶有分支。2、放電時(shí)間光子以光速傳播，二次電子崩跳躍式發(fā)展，故速度快。3、陰極材料由于光電離的作用，使擊穿電壓與陰極材料基本無關(guān)。45精選ppt第四節(jié)均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、氣體擊穿的流注理論—火花擊穿的發(fā)展(六)、pd不同時(shí)，放電過程發(fā)生變化的解釋1、pd較小時(shí)電子崩釋放的光子容易被電極吸收，形成電極光電離。由于氣壓低，帶電質(zhì)點(diǎn)容易移動(dòng)，不足以形成空間電荷效應(yīng)。2、pd較大時(shí)電子崩釋放的光子容易被空氣吸收，高氣壓也使得空間電荷容易大量積累。46精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程一、稍不均勻電場和極不均勻電場的特征電暈放電刷形放電氣隙擊穿電場均勻程度不同，放電發(fā)展過程也不同47精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程以同軸圓筒電極說明電場均勻程度對(duì)放電機(jī)理的影響電場越不均勻，衰減的越快48精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程以同軸圓筒電極說明電場均勻程度對(duì)放電機(jī)理的影響主要特征：電場比較均勻：在整個(gè)間隙的數(shù)值都很大。電場不均勻程度變大：在間隙中大部分區(qū)域的數(shù)值都很大。電子崩主要貼近內(nèi)電極產(chǎn)生。電場極不均勻：的分布極不均勻。易在內(nèi)電極附近形成藍(lán)紫色暈光(電暈)。電壓繼續(xù)提高，間隙才能擊穿?？梢杂媚芊裥纬煞€(wěn)定的電暈放電來劃分電場的不均勻程度49精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程二、稍不均勻電場中的自持放電條件和擊穿稍不均勻電場中，是空間的函數(shù)將的表達(dá)式帶入其中，并以同軸圓筒狀電極為例：50精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程二、稍不均勻電場中的自持放電條件和擊穿可見，起始電壓可寫成：放電相似定律：不均勻電場中，溫度不變時(shí)，對(duì)于幾何相似間隙，其起始電壓是氣體壓力和決定間隙形狀的某個(gè)幾何尺寸間乘積的函數(shù)。氣體壓力和間隙尺寸反比變化，則起始電壓可以不變。51精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述曲率半徑小的電極尖端發(fā)生的藍(lán)紫色暈光狀放電。極不均勻場的一種特有的自持放電形式。電暈現(xiàn)象52精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述電暈現(xiàn)象53精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述起始電壓/場強(qiáng)外界電壓很小，間隙放電取決于外電離因素，放電非自持，電流極小，一般儀器難以測量。電暈爆發(fā)后，電流突增，變?yōu)樽猿址烹?。電暈起始電壓Uc電暈起始場強(qiáng)Ec54精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述外區(qū)空間電荷作用無論內(nèi)電極正、負(fù)，外區(qū)空間電荷與內(nèi)電極同號(hào)。施加電壓提高，電暈層電離加強(qiáng)，電流增大；但外區(qū)電荷密度增加，削弱電暈層電場，使放電過程重回平衡。55精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述兩種形式電子崩式：曲率半徑小，電暈層薄，放電電流穩(wěn)定，自持放電為湯遜放電形式流注式：電壓升高，電暈層不斷擴(kuò)大，個(gè)別電子崩形成流注，出現(xiàn)放電脈沖。若電極的曲率半徑極小，電暈開始時(shí)就很強(qiáng)烈，一旦出現(xiàn)就以流注形式存在。56精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述電暈特征效應(yīng)：1)、聲、光、熱

吱吱的響聲

藍(lán)紫色的暈光

周圍氣體溫度升高57精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述電暈特征效應(yīng)：2)、電風(fēng)的作用

電子和離子高速運(yùn)動(dòng)與氣體交換能量形成電風(fēng)空氣對(duì)電風(fēng)的反作用使電暈電極舞動(dòng)58精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述電暈特征效應(yīng)：3)、高頻脈沖作用

電暈引發(fā)的高頻脈沖是造成無線電干擾的原因之一。59精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述電暈特征效應(yīng)：4)、化學(xué)作用

形成臭氧、一氧化氮、二氧化氮和氨氣等。產(chǎn)物會(huì)腐蝕金具、有機(jī)絕緣材料，使其老化，使用壽命減少。60精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述電暈特征效應(yīng)：5)、能量損耗

電暈損耗是電力管理部門最重視的現(xiàn)象之一。在有些場合，電暈損耗的程度非?？捎^。61精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述電暈特征效應(yīng)：6)、環(huán)境效應(yīng)

電暈噪聲影響人類的正常工作。62精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(一)、電暈放電的一般描述電暈特征過電壓波在傳輸線上行進(jìn)時(shí)，電暈可削弱其幅值及陡度；電暈在靜電除塵、臭氧發(fā)生器的應(yīng)用。63精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(二)、電暈放電的脈沖現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象64精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(二)、電暈放電的脈沖現(xiàn)象電壓很低，放電電流小(0.1微安)，電流波形不規(guī)則。電壓升高，突現(xiàn)顯著電流，有重復(fù)脈沖波形。電壓繼續(xù)升高，電流脈沖幅值不變，頻率增高，平均電流加大。電壓繼續(xù)升高，高頻脈沖消失，轉(zhuǎn)入持續(xù)電暈階段。電壓再升高，出現(xiàn)刷形放電，電流脈沖強(qiáng)烈不規(guī)則。擊穿實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象65精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(二)、電暈放電的脈沖現(xiàn)象現(xiàn)象解釋電暈脈沖歸因于外區(qū)空間電荷削弱電場的作用66精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(三)、電暈放電的起始電壓/場強(qiáng)PEEK公式平行導(dǎo)線：同軸圓柱：球-球間隙：67精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程三、極不均勻電場中的電暈放電(三)、電暈放電的起始電壓/場強(qiáng)PEEK公式對(duì)策：（限制導(dǎo)線的表面場強(qiáng)）

采用分裂導(dǎo)線。

對(duì)220kV及以上的線路應(yīng)采用分裂導(dǎo)線，例如220，500和750kV的線路可分別采用二分裂、四分裂和六分裂導(dǎo)線。

68精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(一)、長空氣間隙中放電過程的實(shí)驗(yàn)研究69精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(一)、長空氣間隙中放電過程的實(shí)驗(yàn)研究1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備高速照相機(jī)象變換管光電倍增管光譜分析儀高速示波器70精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(一)、長空氣間隙中放電過程的實(shí)驗(yàn)研究2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果流注->先導(dǎo)->主放電正棒-負(fù)板負(fù)棒-正板71精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(二)、極不均勻電場中的放電過程1.非自持放電階段

電暈放電起始前負(fù)極正極電離正空間電荷作用電離加強(qiáng)正電荷電子72精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(二)、極不均勻電場中的放電過程1.非自持放電階段

電暈放電起始前正極負(fù)極電離正空間電荷作用電離減弱正電荷電子73精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(二)、極不均勻電場中的放電過程1.非自持放電階段

電暈放電起始前極性效應(yīng)：負(fù)電暈較正電暈容易發(fā)生74精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(二)、極不均勻電場中的放電過程2.流注發(fā)展階段

流注放電正極負(fù)極電場加強(qiáng)，有利正流注發(fā)展電子崩流注場強(qiáng)增大流注加強(qiáng)放電75精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(二)、極不均勻電場中的放電過程2.流注發(fā)展階段

流注放電負(fù)極正極電子崩流注場強(qiáng)不足流注熄滅棒極前流注加強(qiáng)混合質(zhì)通道場強(qiáng)增大流注開始放電76精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(二)、極不均勻電場中的放電過程2.流注發(fā)展階段

流注放電77精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(二)、極不均勻電場中的放電過程3.先導(dǎo)放電電壓升高

流注不斷匯入

電荷密度增大

溫度高熱電離

先導(dǎo)先導(dǎo)出現(xiàn)后平均擊穿場強(qiáng)低78精選ppt第五節(jié)不均勻電場中氣體擊穿的發(fā)展過程四、極不均勻電場中的擊穿、極性效應(yīng)(二)、極不均勻電場中的放電過程4.主放電先導(dǎo)相當(dāng)于延伸電極把棒極電位向下牽引主放電也稱“最后跳躍”79精選ppt第六節(jié)持續(xù)作用電壓下空氣的擊穿電壓一、均勻電場中的擊穿電壓其中，空氣的相對(duì)密度電極間距擊穿電壓80精選ppt第六節(jié)持續(xù)作用電壓下空氣的擊穿電壓二、稍不均勻電場中的擊穿電壓(一)擊穿電壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)1.擊穿的一般規(guī)律稍不均勻電場的擊穿和均勻電場相似:(a).擊穿前不發(fā)生電暈(b).極性效應(yīng)不明顯(c).交流、直流、沖擊電壓下的擊穿電壓相同；分散性小。稍不均勻電場中，電場越均勻，其擊穿電壓就越高。81精選ppt第六節(jié)持續(xù)作用電壓下空氣的擊穿電壓二、稍不均勻電場中的擊穿電壓2.球-球間隙82精選ppt第六節(jié)持續(xù)作用電壓下空氣的擊穿電壓二、稍不均勻電場中的擊穿電壓(二).擊穿電壓的估算同軸和偏心圓柱同心和偏心圓球83精選ppt第六節(jié)持續(xù)作用電壓下空氣的擊穿電壓三、極不均勻電場中的擊穿電壓(一).直流電壓作用下顯著特征：極性效應(yīng)平均擊穿場強(qiáng)：正極性棒-板間隙：7.5kV/cm負(fù)極性棒-板間隙：20kV/cm棒-棒間隙：8.5kV/cm84精選ppt第六節(jié)持續(xù)作用電壓下空氣的擊穿電壓三、極不均勻電場中的擊穿電壓(一).直流電壓作用下顯著特征：極性效應(yīng)平均擊穿場強(qiáng)：正極性棒-板間隙：4.5kV/cm負(fù)極性棒-板間隙：10kV/cm正極性棒-棒間隙：4.8kV/cm85精選ppt第六節(jié)持續(xù)作用電壓下空氣的擊穿電壓三、極不均勻電場中的擊穿電壓(二).工頻電壓作用下特點(diǎn)：1、棒-板間隙擊穿總是在棒的極性為正時(shí)擊穿。2、擊穿電壓與距離近似成直線關(guān)系，大間隙下?lián)舸╇妷河酗柡挖厔荩ㄒ姾箜摚?、平均擊穿場強(qiáng)棒-棒間隙：3.8kV(有效值)/cm棒-板間隙：3.35kV(有效值)/cm

86精選ppt第六節(jié)持續(xù)作用電壓下空氣的擊穿電壓三、極不均勻電場中的擊穿電壓(二).工頻電壓作用下87精選ppt第七節(jié)雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性一、雷電沖擊電壓標(biāo)準(zhǔn)波形(一)造成雷電過電壓的原因88精選ppt第七節(jié)雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性二、放電時(shí)延89精選ppt第七節(jié)雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性二、放電時(shí)延有效電子電極材料外施電壓光照情況電場均勻度擊穿過程間隙長度電場均勻度外施電壓90精選ppt第七節(jié)雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性三、雷電沖擊50%擊穿電壓擊穿百分比為50%時(shí)的電壓，稱為~。工程上采用該值表征氣隙的沖擊擊穿特性，一般認(rèn)為外施10次沖擊電壓，發(fā)生4-6次擊穿的電壓就是該值。沖擊系數(shù)β：U50%與Us之比。均勻或稍不均勻電場：β=1；極不均勻電場：β>191精選ppt第七節(jié)雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性三、雷電沖擊50%擊穿電壓1.均勻或稍不均勻電場中，擊穿強(qiáng)度與前述的穩(wěn)態(tài)電壓下相等。2.極不均勻電場中的擊穿電壓，放電時(shí)延長，在間隙較長時(shí)，擊穿可能發(fā)生在波尾。92精選ppt第七節(jié)雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性三、雷電沖擊50%擊穿電壓93精選ppt第七節(jié)雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性四、伏秒特性工程上用間隙上出現(xiàn)的電壓最大值和放電時(shí)間的關(guān)系來表征間隙在沖擊電壓下的擊穿特性，稱為伏秒特性。保持波形不變僅改變幅值94精選ppt第七節(jié)雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性四、伏秒特性伏秒特性是一個(gè)有上下包絡(luò)線的帶狀區(qū)域。工程上通常取平均伏秒特性或50%伏秒特性表示氣隙的擊穿特性。95精選ppt第七節(jié)雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性四、伏秒特性1）極不均勻電場（大間隙）平均擊穿場強(qiáng)較低，放電時(shí)延較長，只有大大提高電壓，才能縮短放電時(shí)延?！郤向左上角上翹2）較均勻電場（小間隙）間隙各處場強(qiáng)相差不大，一但出現(xiàn)電離，很快貫穿整個(gè)間隙，放電時(shí)延短?！郤只能在很小的時(shí)間內(nèi)向上翹96精選ppt第七節(jié)雷電沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓及伏秒特性四、伏秒特性97精選ppt第八節(jié)操作沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓一、操作沖擊電壓推薦波形98精選ppt第八節(jié)操作沖擊電壓下空氣間隙的擊穿電壓二、操作沖擊50%擊穿電壓1.均勻或稍不均勻電場中，操作沖擊的50%擊穿電壓與穩(wěn)態(tài)值相同。2.在極不均勻電場中，操作沖擊的50%擊穿電壓存在明顯的