知識點2氣體的絕緣性能

供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫主講：王運莉氣體的絕緣性能目錄CONTENTS1氣體中帶電粒子的產(chǎn)生和消失2氣體放電過程的一般描述3均勻電場中氣隙的擊穿供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫4不均勻電場中氣隙的擊穿氣體中帶電粒子的產(chǎn)生和消失CONTENTS01part供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫氣體中帶電粒子的產(chǎn)生和消失供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫氣體中帶電粒子的產(chǎn)生（游離過程）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（動能、位能）＞被撞粒子的電離能光電離

在光照射下，將光子能量傳給粒子，游離出自由電子，由光電離而產(chǎn)生的自由電子稱為光電子。必要條件：光子的能量大于氣體粒子的電離能。熱電離氣體的熱狀態(tài)造成的電離，實質(zhì)仍是碰撞電離和光電離，能量來自氣體分子的熱能。熱電離是熱狀態(tài)下碰撞電離和光電離的綜合。表面電離

氣體中的電子也可從金屬電極表面游離出來。游離需要能量，稱逸出功，小于電離能。獲得逸出功的途徑：

1.熱電子發(fā)射：金屬電極加熱，分子動能↑。

2.強場發(fā)射或冷發(fā)射：電極加上強電場。

3.二次發(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)生和消失供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫氣體中帶電粒子的消失中和1受電場力作用流入電極，中和電量。擴散2帶電粒子由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)移動，使空間各處的濃度趨于均勻的過程。由熱運動造成。復(fù)合3帶有異號電荷的粒子相遇，發(fā)生電荷的傳遞，中和而還原為中性粒子的過程。復(fù)合時異號粒子的靜電力起重要作用。氣體中帶電粒子的產(chǎn)生和消失供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫游離和復(fù)合的關(guān)系010202

兩種過程在氣體中同時存在，條件不同，強弱程度不同。游離主要發(fā)生在強電場區(qū)、高能量區(qū)；復(fù)合發(fā)生在低電場、低能量區(qū)。游離過程吸收能量產(chǎn)生電子等帶電質(zhì)點，不利于絕緣；復(fù)合過程放出能量，使帶電質(zhì)點減少消失，有利于絕緣。01氣體放電過程的一般描述CONTENTS02part供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫氣體放電過程的一般描述供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫

（A段）外加電壓很小時，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。

(B

段）隨電壓↑，這些質(zhì)點中和后，電流飽和，仍有極微小的泄漏電流。

(C段）場強高達某一定值后，氣體發(fā)生連續(xù)的碰撞電離，向雪崩似的增長，稱電子崩。電流大增。（一）氣體放電過程的一般描述供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫（二）非自持放電

氣體放電過程的一般描述供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫（三）此后的發(fā)展隨電場情況不同均勻電場氣隙擊穿不均勻電場自持放電形成電暈Ｕ↑→火花擊穿（Ｓ?。⑿畏烹姡ǎ哟螅铡鸹〒舸┊?dāng)電源功率大時，火花擊穿迅速變成電弧均勻電場中氣隙的擊穿CONTENTS03part供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫均勻電場中氣隙的擊穿供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫湯遜放電理論（適用范圍：低氣壓、短間隙、均勻電場）

解釋

由天然輻射作用產(chǎn)生電離生成正離子和電子，在高電場作用下，電子加速碰撞氣體分子，產(chǎn)生新的電子和離子，形成電子崩。正離子撞擊陰極又會產(chǎn)生新的電子崩。即使外界不傳給起始電子，放電過程能持續(xù)下去，這種放電現(xiàn)象稱為自持放電。湯遜放電理論的實質(zhì)是：電子碰撞游離是氣體放電的主要原因。實質(zhì)均勻電場中氣隙的擊穿供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫

實際意義將氣隙抽真空（減小p）或加大氣隙氣壓，均能提高氣隙的絕緣強度（U升高）均勻電場中氣隙的擊穿供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫流注理論（適用范圍：高氣壓、短間隙、不均勻、均勻電場中。）

解釋

電子的碰撞游離和光電離是氣體放電的主要原因，并強調(diào)空間電荷畸變電場的作用。實質(zhì)均勻電場中氣隙的擊穿供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫長間隙的放電機理以棒對平板的長間隙進行分析：在棒電極頭部電場高的地方發(fā)生多個局部流注放電，即先導(dǎo)；先導(dǎo)到達平板電極時，將兩電極跨接起來；電源供給很大能量，先導(dǎo)轉(zhuǎn)為主放電，即絕緣被擊穿。不均勻電場中氣隙的擊穿CONTENTS04part供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫不均勻電場中氣隙的擊穿供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫局部放電（電暈放電）在極不均勻電場中電極曲率半徑小的附近空間的局部場強很大，造成局部放電。在極不均勻電場中電極曲率半徑小的附近空間的局部場強很大，造成局部放電。電暈放電的現(xiàn)象不均勻電場中氣隙的擊穿供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫

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