气体放电的基本物理过程要点分析.pptVIP

气体放电的主要外在形式 低气压 高气压(1个大气压及以上) 均匀电场 辉光放电 火花放电、电弧放电 不均匀电场 辉光放电 电晕放电、刷状放电、火花放电、电弧放电 辉光放电: 放电光辉充满整个电极空间，电流密度在1-5A/cm2之间，整个间隙呈绝缘 状态。 电晕放电: 高场强电极附近出现发光的薄层，伴随着咝咝的声音和臭氧的气味，整个 间隙呈绝缘状态。 刷状放电: 由电晕电极伸出的明亮而细的断续的放电通道，电流增大，间隙仍未被击 穿。 火花放电: 贯通两电极的明亮而细的断续的放电通道，火花放电间歇地击穿间隙。 电弧放电: 持续贯通放电通道，间隙被完全击穿。 * 电晕放电： 气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很大的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生电离和激励 ，因而出现电晕放电。发生电晕时在电极周围可以看到淡蓝色的光晕 ，并伴有咝咝声。 电晕放电可以是相对稳定的放电形式，也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。 火花放电： 高电压电极间的气体被击穿，出现闪光和爆裂声的气体放电现象。 在通常气压下，当在曲率不太大的冷电极间加高电压时，若电源供给的功率不太大，就会出现火花放电，火花放电时，碰撞电离并不发生在电极间的整个区域内，只是沿着狭窄曲折的发光通道进行，并伴随爆裂声。由于气体击穿后突然由绝缘体变为良导体，电流猛增，而电源功率不够，因此电压下降，放电暂时熄灭，待电压恢复再次放电。所以火花放电具有间隙性。 * 火花放电和电晕放电的区别: 火花放电是电极间的气体被击穿，形成电流在气体中的通道，即明显的电火花。 电晕放电是电极间的气体还没有被击穿，电荷在高电压的作用下发生移动而进行的放电，放电的现象是：在黑暗中可以看到电极的尖端有蓝色的光晕。 火花放电的电流都很大，而电晕放电的电流比较小。 * 电弧放电：当电源提供较大功率的电能时，若极间电压不高（约几十伏），两极间气体或金属蒸气中可持续通过较强的电流（几安至几十安）,并发出强烈的光辉,产生高温（几千至上万度），这就是电弧放电 。电弧放电最显著的外观特征是明亮的弧光柱和电极斑点。 电弧放电可用于焊接、冶炼、照明、喷涂等。这些场合主要是利用电弧的高温、高能量密度、易控制等特点。在这些应用中，都需使电弧稳定放电。  * * * * 流注理论对pd 较大时放电现象的解释 ⑴ 放电外形 现象： pd 较大时，放电不均匀，有分支，有细小的通道 解释：二次电子崩在空间的形成和发展带有统计性，所以火花通道常是曲折的，并带有分枝 ⑵ 放电时间 现象： 放电时间极短 解释：光子以光速传播，所以流注发展速度极快，这就可以说明pd很大时放电时间特别短的现象 ⑶ 阴极材料的影响 现象： 放电与阴极材料无关 解释： pd很大时，维持放电自持的是空间光电离，而不是阴极表面的电离过程 返回 2.3.3电负性气体的情况 对强电负性气体，除考虑α和γ过程外，还应考虑η（艾塔）过程（电子附着过程）。η的定义与α相似，即一个电子沿电力线方向行经1 cm时平均发生的电子附着次数。可见在电负性气体中有效的碰撞电离系数为 。 由于强电负性气体中 ，所以其自持放电场强比非电负性气体高得多。 以SF6气体为例，在101.3kPa，20℃的条件下，均匀电场中击穿场强为Eb≈89kV/cm，约为同样条件的空气间隙的击穿场强的3倍。 对于SF6，K=10.5。 流注自持放电条件： 气体放电现象与规律因气体的种类、气压、和间隙中电场的均匀度而异。 2.4 不均匀电场中气体放电的特点 均匀电场和极不均匀电场示意图 * ⒈ 均匀电场 放电达到自持，间隙立即被击穿，击穿前看不到放电迹象 平板电极 ⒉ 稍不均匀电场 放电特性与均匀电场相似，一旦出现自持放电便一定立即导致整个气隙击穿，击穿电压取决于极间距离。 测高电压的球隙 ⒊ 极不均匀电场 特有的两大特征 电晕放电：极不均匀电场所特有的一种自持放电形式； 极性效应：放电过程与电极的极性有关； 典型的极不均电场 棒—棒（针—针）： 棒—板（针—板）： 2.4.1稍不均匀电场和极不均匀电场的放电特点 曲率半径小的电极尖端发生的蓝紫色晕光状放电。 极不均匀场的一种特有的自持放电形式。 导线表面电晕 * d≤2D，电场较均匀，其放电特性与均匀电场相似，一旦出现自持放电， 立即导致整个气隙击穿，击穿电压取决于极间距离。 d4D，电场分布极不均匀，电压增加到某一临界值，存在电晕放电。外 加电压进