1.高电压技术前言及第一章讲稿83525.pptVIP

高电压技术 张一尘主编 概述 本章重点 气体中带电质点的产生和消失的方式; 自持放电 非自持放电 汤逊理论及汤逊理论自持放电的条件 流注理论 要了解气体中出现的放电现象，让我们先看一下汤森的实验结果。左图表示放置在空气中的平行板电极，极间电场是均匀的。当在极间加上从零起逐渐升高的直流电压时，得到电流和电压的关系如右图所示。 实验结果 大气中少量的正负离子存在； 在极间加上电压后，带电离子分别向两极移动，形成电流； 随着电压的升高，带电离子的运动速度加大，电流也随之增大（0-a段）； 到达a点后，电流不再随电压而增大。因为这时由外界电离因素在极间产生的带电离子已全部参加导电，所以电流趋于饱和。电流密度是极小的，一般只有10-19 A/cm2，间隙仍处于良好的绝缘状态。 到达b点后，电流又重新随电压升高而增大。间隙中出现新的电离因素，这就是电子的碰撞电离。 随着电压的升高，电流越来越大。最后达到c点时，电流更急剧增加到必须依靠外电路的电阻来限制的地步。放电的这一阶段叫自持放电。 电子在电场作用下从阴极奔向阳极，并与中性分子碰撞产生电离，由此产生的新电子也加入其中，使电子的数目迅速增加，这种迅猛发展的碰撞电离过程被称为电子雪崩。 8.防止绝缘子的污闪，应采取措施 (3)极不均匀电场中采用屏障 七. 提高气体间隙绝缘强度的方法 1. 改善电场分布的措施 当屏障与棒极之间的距离约等于间隙的距离的15%-20%时，间隙的击穿电压提高得最多，可达到无屏障时的2-3倍。 七. 提高气体间隙绝缘强度的方法 2.削弱游离因素的措施 (1). 采用高气压 气体压力提高后，气体的密度加大，减少了电子的平均自由行程，从而削弱了碰撞游离的过程。 如高压空气断路器和高压标准电容器等。 七. 提高气体间隙绝缘强度的方法 10kV高压标准介损器 2.削弱游离因素的措施 七. 提高气体间隙绝缘强度的方法 (2).采用高真空 气体间隙中压力很低时，电子的平均自由行程已增大到极间空间很难产生碰撞游离的程度。 如真空电容器、真空断路器等。 2.削弱游离因素的措施 七. 提高气体间隙绝缘强度的方法 真空电容器 真空断路器 2.削弱游离因素的措施 七. 提高气体间隙绝缘强度的方法 (3).采用高强度气体 SF6气体属强电负性气体,容易吸附电子成为负离子,从而削弱了游离过程，提高压力后可相当于一般液体或固体绝缘的绝缘强度。 SF6是一种无色、无味、无臭、无毒、不燃的不活泼气体，化学性能非常稳定，无腐蚀作用。它具有优良的灭弧性能，其灭弧能力是空气的100倍，故极适用于高压断路器中。 2.削弱游离因素的措施 七. 提高气体间隙绝缘强度的方法 八. 气体中的沿面放电 1. 什么叫沿面放电 沿着固体介质表面的气体发生的放电。 沿面放电电压通常比纯空气间隙的击穿电压要低。 2.界面电场分布的三种典型情况 (1).固体介质处于均匀电场中, 且界面与电力线平行; 八. 气体中的沿面放电 1—电极、2—固体介质 3—电力线 (2)。固体介质处于极不均匀电场中,且电力线垂直于界面的分量比平行于界面的分量大得多; 类似套管 2.界面电场分布的三种典型情况 八. 气体中的沿面放电 1—电极、2—固体介质 3—电力线 瓷套管 2.界面电场分布的三种典型情况 八. 气体中的沿面放电 变压器用电容套管 2.界面电场分布的三种典型情况 八. 气体中的沿面放电 (3).固体介质处于极不均匀电场中,且电力线平行于 界面的分量以垂直于界面的分量大得多. 类似支持绝缘子 1—电极、2—固体介质 3—电力线 2.界面电场分布的三种典型情况 八. 气体中的沿面放电 复合支持绝缘子 2.界面电场分布的三种典型情况 八. 气体中的沿面放电 户外高压支持绝缘子 2.界面电场分布的三种典型情况 八. 气体中的沿面放电 3. 均匀电场中的沿面放电 放电特点: (1).放电发生在沿着固体介质表面,且放电电压比 纯空气间隙的放电电压要低. 原因 a. 固体介质与电极表面没有完全密合而存在微小气隙,或者介面有裂纹. b.介质表面不可能绝对光滑,使表面电场不均匀. 八. 气体中的沿面放电 c.介质表面电阻不均匀使电场分布不均匀 d.介质表面易吸收水分,形成一层很薄的膜,水膜中的离子在电场作用下向两极移动,易在电极附近积聚电荷,使电场不均匀。 3. 均匀电场中的沿面放电 八. 气体中的沿面放电 原因 4. 极不均匀电场中沿面放电 (套管型) (1) 放电发展特点: a. 电晕放电 八. 气体中的沿面放电 1—导电杆、2—法兰 （1）极不均匀电场具有强法线分量时的沿面放电 b. 线状火花放电 4. 极不均匀