气体放电-不均匀电场中的气体放电过程（高电压技术）

高电压技术—不均匀电场中的气体放电电场的分类01

电晕放电02目录CONTENTS

不均匀电场中气隙的击穿过程04不均匀电场中的气体放电

极性效应03

不均匀电场中气隙的击穿电压05了解原子的结构及电离的概念学习目标一般了解极性效应物理过程知晓电晕放电的现象熟知电晕放电的危害性熟练掌握限制电晕的思路与措施领会电晕放电的概念熟记极性效应结论（两个不等式）记住典型间隙击穿场强之比较（DC、工频AC下）01电场的分类一.电场的类型用电场不均匀程度f衡量U——间隙上外加的电压d——间隙间的最小距离棒-棒间隙棒-板间隙典型极不均匀间隙均匀电场：f=1稍不均匀电场：1<f<2极不均匀电场：f>4一.电场的类型稍不均匀电场极不均匀电场1.与均匀电场类似，间隙击穿前没有明显放电迹象。2.微弱的极性效应1.间隙击穿前在高场强区会出现蓝紫色光晕，并发出“咝咝”的响声（电晕放电）。2.有明显极性效应02电晕放电二.电晕放电1.电晕放电的概念不均匀电场中，气隙上电压升高至某一临界值时，在曲率半径较小的尖电极附近空间，局部场强将首先达到引起强烈游离的数值，在这局部区域内形成自持放电。二.电晕放电2.电晕放电的现象1.薄薄的淡淡的发光层2.伴有“咝咝”放电声3.发出臭氧气味均压环毛刺放电导线断股处放电电机槽部放电二.电晕放电3.电晕放电的危害1432引起能量损耗干扰周围无线电通信和测量腐蚀有机绝缘材料和金具噪声干扰二.电晕放电4.电晕放电限制措施例如超（特）高压线路采用分裂导线;有些高压电器采用空心薄壳的，扩大尺寸的球面或旋转椭圆面等形式的电极;采用管型空心硬母线等。最有效的措施就是增大电极的曲率半径，改进电极形状。500kV直流架空线路四分裂导线4.电晕放电限制措施二.电晕放电1100kV高压断路器4.电晕放电限制措施电晕放电在载流量不大的情况下,采用空心薄壳、扩大尺寸的电极结构4.电晕放电限制措施二.电晕放电我国设计要求：

1.220kV及以下输电线路要求在恶劣天气下也无可见电晕

2.500kV输电线路要求在好天气下夜间无可见电晕二.电晕放电电除尘消毒杀菌5.电晕放电的应用二.电晕放电03极性效应正棒—负板负棒—正板电子崩发展方向电子崩发展方向极性效应是由棒的极性不同时，间隙中的空间电荷对外电场的畸变作用不同引起的。无论棒的极性如何，棒极附近总为强电场区，该处气体首先发生游离，形成电子崩。三.极性效应0.空间电荷：电场畸变使棒附近电场减弱难于形成流注电场畸变使棒附近电场增强易于形成流注即易于转入自持放电（电晕放电）即难于形成自持放电（电晕放电）

UC（负棒—正板）＜UC（正棒—负板）1.起晕电压：正棒—负板负棒—正板三.极性效应正空间电荷在间隙深处产生的场强与外加电压产生的场强方向一致，加强了朝向板极的电场，有利于流注向间隙深处发展，故其击穿电压较低。

间隙深处的电场被削弱，使流注不易向前发展

Ub（负棒—正板）＜Ub（正棒—负板）2.击穿电压：正棒—负板负棒—正板三.极性效应起晕电压UC负棒—正板＜正棒—负板

击穿电压Ub负棒—正板＞正棒—负板

在间隙距离d相同时三.极性效应小结04极不均匀电场中气隙的击穿过程电子崩流注主放电电子崩流注主放电先导1.短间隙放电2.长间隙放电四.极不均匀电场中的气隙击穿过程具有热游离过程的通道称为先导通道1.长间隙的放电通常分为电子崩、流注、先导放电和主放电四个阶段。2.短间隙放电没有先导放电阶段，只分为电子崩、流注和主放电三个阶段。电力工程系林建军制作由于间隙越长，先导过程与主放电过程就发展得越充分，所以长间隙的平均击穿场强比短间隙的平均击穿场强低。四.极不均匀电场中的气隙击穿过程05极不均匀电场中气隙的击穿电压五.不均匀电场中空气间隙的击穿电压1.稍不均匀电场中空气击穿电压

电场越均匀，同样间隙距离下的击穿电压就越高（即电气强度越高）。其极限就是均匀电场中的击穿电压（30kV/cm）典型电极结构：球-球间隙2.极不均匀电场中的击穿电压1）直流电压下的击穿电压直流击穿电压与间隙距离接近成正比正棒-负板间隙约为4.5kV/cm负棒-正板间隙约为10kV/cm棒-棒间隙约为5.4kV/cm五.不均匀电场中空气间隙的击穿电压棒-板棒-棒在距离小于1m的范围内，击穿电压与间隙距离的关系接近成正比。当间隙距离超过2m时，击穿电压与间隙距离的关系出现明显的饱和趋向，特别是棒-板间隙，其饱和趋向尤甚。五.不均匀电场中空气间隙的击穿电压2.极不均匀电场中的击穿电压2）工频电压