氣體介質(zhì)的絕緣性能

電氣試驗(yàn)氣體介質(zhì)的絕緣性能主講人：王運(yùn)莉氣體介質(zhì)的絕緣性能05氣體介質(zhì)的絕緣性能1）碰撞電離氣體介質(zhì)中粒子相撞，撞擊粒子傳給被撞粒子能量，使其電離。條件：撞擊粒子的總能量＞被撞粒子的電離能｜動(dòng)能、勢(shì)能氣體中帶電粒子的產(chǎn)生2）光電離

短波射線的光子具有很大的能量，它以光的速度運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它射到中性介質(zhì)的分子或原子上時(shí)，所產(chǎn)生的電離稱為光電離。必要條件：光子的能量大于氣體粒子的電離能。紫外線，X射線，是引起光電離的主要因素。3）熱電離

在高溫下，氣體的質(zhì)點(diǎn)熱運(yùn)動(dòng)加劇，相互碰撞而產(chǎn)生的電離稱為熱電離。熱電離是熱狀態(tài)下碰撞電離和光電離的綜合。只有在5000～10000K的高溫下才能產(chǎn)生熱電離。氣體中帶電粒子的產(chǎn)生4）表面電離

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)象稱為表面電離。電離需要能量，稱逸出功，小于電離能。

獲得逸出功的途徑：

熱電子發(fā)射：金屬電極加熱，分子動(dòng)能↑

強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射或冷發(fā)射：電極加上強(qiáng)電場(chǎng)

二次發(fā)射：高能量粒子撞擊金屬電極表面。氣體中帶電粒子的產(chǎn)生中和——受電場(chǎng)力作用流入電極，中和電量。擴(kuò)散——帶電粒子由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)移動(dòng)，使空間各處的濃度趨于均勻的過(guò)程。由熱運(yùn)動(dòng)造成。復(fù)合——帶有異號(hào)電荷的粒子相遇，發(fā)生電荷的傳遞，中和而還原為中性粒子的過(guò)程。復(fù)合時(shí)異號(hào)粒子的靜電力起重要作用。氣體中帶電粒子的消失電離過(guò)程吸收能量產(chǎn)生電子等帶電質(zhì)點(diǎn)，不利于絕緣；復(fù)合過(guò)程放出能量，使帶電質(zhì)點(diǎn)減少消失，有利于絕緣。兩種過(guò)程在氣體中同時(shí)存在，條件不同，強(qiáng)弱程度不同。電離主要發(fā)生在強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)、高能量區(qū)；復(fù)合發(fā)生在低電場(chǎng)、低能量區(qū)。氣體的帶點(diǎn)粒子游離和復(fù)合的關(guān)系十九世紀(jì)九十年代，英國(guó)物理學(xué)家湯遜（Townsend）采用圖1的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)出了氣體小間隙的伏安特性曲線如圖2所示。氣體放電過(guò)程的一般描述隨電壓↑，這些質(zhì)點(diǎn)中和后，電流飽和，仍有極微小的泄漏電流。(B段）場(chǎng)強(qiáng)高達(dá)某一定值后，氣體發(fā)生連續(xù)的碰撞電離，向雪崩似的增長(zhǎng)，稱電子崩。電流大增。(C段）外加電壓很小時(shí)，氣隙中的電流是由外界因素所造成的電子和離子所形成的。（A段）氣體放電過(guò)程的一般描述

外界電離因子在陰極附近產(chǎn)生一個(gè)初始電子如果空間的電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大，該電子在向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)引起碰撞電離，產(chǎn)生出一個(gè)新電子，初始電子和新電子繼續(xù)向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，又會(huì)引起新的碰撞電離，產(chǎn)生出更多的電子。依次類推，電子數(shù)將按幾何級(jí)數(shù)不斷增多，象雪崩似的發(fā)展,這種急劇增大的空間電流被稱為電子崩。氣體放電過(guò)程的一般描述輝光放電（低氣壓，小功率）火花或電弧放電（高氣壓）電暈放電（極不均勻電場(chǎng)中的局部放電）沿面放電（沿固體介質(zhì)表面的氣體放電）氣體放電的幾種形式電暈放電指氣體介質(zhì)在不均勻電場(chǎng)中的局部自持放電，是最常見(jiàn)的一種氣體放電形式。當(dāng)電極曲率半徑很小或者電極距離很遠(yuǎn)時(shí)，由于電場(chǎng)極不均勻，電壓達(dá)到一定程度后，局部電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)氣體的電離場(chǎng)強(qiáng)，氣體發(fā)生電離和激勵(lì)，因而出現(xiàn)電暈放電。其表現(xiàn)為伴有“嘶嘶”的響聲，有時(shí)有微弱輝光。