高电压技术 第一章第三节 自持放电条件.ppt

We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 第一章第一章 气体放电的基本物理过程气体放电的基本物理过程We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 第第一一节节 带电粒子的产生和消失带电粒子的产生和消失第第二二节节 电子崩电子崩第三节第三节 自持放电条件自持放电条件第四节第四节 起始电压与气压的关系起始电压与气压的关系第五节第五节 气体放电的流注理论电气体放电的流注理论电第六节第六节 不均匀电场中的放电过程不均匀电场中的放电过程第七节第七节 放电时间和冲击电压下的气隙击穿放电时间和冲击电压下的气隙击穿第八节第八节 沿面放电和污闪事故沿面放电和污闪事故本章主要内容We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 1非自持放电和自持放电u非自持放电去掉外电离因素的作用后放电随即停止；u自持放电不需要外界因素，仅由电场作用而维持的放电过程。非自持放电和自持放电的概念第三节 自持放电条件返回We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 二 汤逊放电理论20世纪初，汤逊根据大量的试验研究结果，提出了适用于均匀电场、低气压、短气隙时气体放电理论u理论认为，电子的碰撞电离(过程，即第二节所说的电子崩）和正离子撞击阴极造成的表面电离（过程）起主要作用u提出气隙放电电流和击穿电压的计算公式第三节 自持放电条件We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 过程u正离子表面电离系数表示一个正离子沿电场方向由阳极向阴极运动，撞击阴极表面产生表面电离的电子数。p正离子向阴极移动，依靠它所具有的动能及位能，在撞击阴极时能引起表面电离，使阴极释放出自由电子 的概念第三节 自持放电条件返回We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University nadnc 过程和过程引起的电流u设阴极表面单位时间内发射的电子数为ncnc外电离因素产生的电子数n0前一秒钟产生出来的正离子在阴极上造成的二次电子发射所产生的电子数nc(ed1)nc个电子到达阳极后，产生总电子数为：nanced 产生的新正离子数为：ncednc正离子撞击阴极表面产生的电子数为nc(ed1)每产生一个自由电子的同时，会产生一个正离子 产生的新电子数为：ncednc正离子沿电场运动，撞击阴极造成二次电子发射p二次电子发射的形成过程第三节 自持放电条件We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 进入阳极的电流（外回路电流）将上式两边乘以电子电荷qep若=0，则II0ed，即只有过程；p若 ，当I00时，I0 若 ，当I00时，I0 nc个电子行进d距离产生的电子数na已知 ncn0nc(ed1)nanced 过程过程的分析nadu结论：若1(ed1)0，即使I0=0（除去外界的电离因素），放电能维持下去。第三节 自持放电条件We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 汤逊理论的均匀电场中的电压 汤逊理论的自持放电条件p物理意义：一个电子从阴极到阳极途中因电子崩（过程）而造成的正离子数为 ed1，这批正离子在阴极上造成的二次自由电子数（过程）应为(ed1)，如果它等于1，就意味着那个初始电子有了一个后继电子，从而使放电得以自持。(ed1)1第三节 自持放电条件返回We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 4.汤逊理论的不均匀电场中的电压 汤逊理论的自持放电条件p说明：在不均匀电场中各点的电场强度E不一样，所以各处的 值也不同。(e0 dx1)1第三节 自持放电条件d返回We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University u当自持放电条件得到满足时，就会形成图解中闭环部分所示的循环不息的状态，放电就能自己维持下去。第三节 自持放电条件返回We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 第三节 自持放电条件当电压达到自持放电的起始电压时：u在不均匀电场中，可以出现稳定的电晕放电u在均匀电场或稍不均匀电场中，将发生气隙击穿返回We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 过程（电子崩过程）电子崩的形成过程 由外电离因素产生一个初始电子电子数目迅速增加，如同冰山上发生雪崩一样，形成了电子崩产生正离子和自由电子原来的电子和新产生的电子继续移动，不断发生电子碰撞电离电场力作用下，电子沿电场做定向移动与中性粒子发生电子碰撞中性粒子发生电离第二节 电子崩返回We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University u电子崩的形状：“崩头大、崩尾小。”p电子发生电子碰撞后，电子的速度快，所以会大量的集中在崩头；p正离子移动速度较慢，所以缓慢的移向崩尾。u电子崩电子数按几何级数不断增多，像雪崩似的发展。从而形成的急剧增大的空间电子流。崩头崩尾第三节 均匀电场中气体击穿的发展过程返回We are located in CHENGDUSEEISEEISchool of Electrical Engineering and InformationSchool of Electrical Engineering and Information Sichuan University 输电线路以气体作为绝缘材料 变压器相间绝缘以气体作为绝缘材料返回