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1.2 气体的绝缘性能 气体绝缘材料是用以隔绝不同电位导电体的气体。 其特点：具有高的电离场强和击穿场强，击穿后能迅速恢复绝缘性能，化学稳定性好，不燃、不爆、不老化，无腐蚀性，不易为放电所分解，并且导热性、流动性均好。 气体特别是空气是电力系统中最常见的应用最广泛的绝缘材料。例如，交、直流输电线路的架空导线间、架空导线对地间均由空气绝缘。 由于气体的介电系数稳定，其介质损耗极小，所以高压标准电容器均采用气体介质，早期采用高气压的氮或二氧化碳，目前已为六氟化硫?(SF6)气体取代。在高压断路器中SF6兼作灭弧和绝缘，性能优良，已逐步取代少油断路器和压缩空气断路器。 适用条件：均匀电场，低气压，短间隙。 实验装置： 分析： oa段：电流随电压升高而升高。由于电极空间的带电粒子向电极运动加速而导致复合数的减少所致。 ab段：电流趋向于饱和值，所以电流值与所加电压无关。 分析： bc段：由于气隙中出现碰撞电离和电子崩。电压升高碰撞电离增强但仍靠外电离维持(非自持) C点后：只靠外加电压就能维持(自持) 碰撞游离 处于电场中的带电质点，受电场力的作用，沿电场方向不断得到加速并积累动能。当具有的动能积累到一定数值后，在其与气体原子（或分子）发生碰撞时，可以使后者发生游离。 由碰撞而引起的游离称为碰撞游离。 电子崩 外界电离因子在阴极附近产生了一个初始电子，如果空间电场强度足够大，该电子在向阳极运动时就会引起碰撞电离，产生一个新的电子。 初始电子和新电子继续向阳极运动，又会引起新的碰撞电离，产生更多电子。依此，电子将按照几何级数不断增多，类似雪崩似地发展，这种急剧增大的空间电子流——电子崩。 非自持放电 去掉外界游离因素的作用后，放电随即停止。 自持放电 不需要外界游离因素存在，放电也能维持下去。 汤逊理论是在低气压pd较小条件下建立起来的，当pd过大时（气压高、距离大）汤逊理论无法解释。 表征均匀电场气体间隙的击穿电压与间隙距离和气压之间关系的定律。 该定律说明：在均匀电场下，气体间隙击穿电压(ub)是气压(p)和极间距离(d)乘积的函数。 1.在pd乘积较大时，用汤逊理论无法解释的几种现象： (1)击穿过程所需时间，理论值比实测值小10-100倍。 (2)按汤逊理论，击穿过程与阴极材料有关，然而在大气压力下的空气中，间隙击穿电压与阴极材料无关。 (3)按汤逊理论，气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展，但在大气中击穿时，会出现有分支的明亮细通道。 2.流注理论 以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下不容忽视的若干因素对气体放电的影响，主要有以下两方面： 空间电荷对原有电场的影响 空间光电离的作用 起始电子发生碰撞电离形成初始电子崩。 初崩发展到阳极，正离子作为空间电荷畸变原电场，加强正离子与阴极间电场，放射出大量光子。 光电离产生二次电子，在加强的局部电场下形成二次崩 二次崩电子与正空间电荷汇合成流注通道，其端部有二次崩留下的正电荷，加强局部电场产生新电子雪崩使其发展。 流注头部电离迅速发展，放射出大量光子，引起空间光电离，流注前方出现新的二次电子雪崩，延长流注通道。 流注通道贯通，气隙击穿。 3.流注条件（必要条件） 电子雪崩发展到足够的程度，电子雪崩中的空间电荷足以使原电场明显畸变，加强电子雪崩头部和崩尾处的电场。 电子雪崩中电荷密度很大，所以复合频繁，放射出的光子在这部分很强，电场区很容易成为引发新的空间光电离的辐射源，二次电子主要来源于空间光电离；气隙中一旦形成流注，放电就可由空间光电离自行维持。 在电力工程的大多数实际绝缘结构中，电场都是不均匀的。 考虑到实际绝缘结构中电场分布形式的多样性，常用棒—棒（或针—针）和棒—板（或针—板）间隙的电场作为典型的不均匀电场来研究。工程上遇到不均匀电场时，可根据这两种电极的击穿电压数据来估算绝缘距离。 1.电晕放电 由于电场强度沿气隙的分布极不均匀，因而当所加电压达到某一临界值时，曲率半径较小的电极附近空间的电场强度首先达到了起始场强E，在这个局部区域出现碰撞电离和电子崩，甚至出现流注，这种仅仅发生在强场区（小曲率半径电极附近空间）的局部放电——电晕放电。 1.电晕放电 电晕：在110kV以上的变电所和线路上，时常能听到“陛哩”的放电声和淡蓝色的光环——电晕。 不良影响：能量损耗；通信干扰；化学腐蚀等。 解决方法：增大电极曲率半径；采用扩径导线等。 其它应用：削弱输电线路雷电冲击或操作冲击电压幅值陡度；制造臭氧发生器、电晕除尘器等。 2.极不均匀电场的发电过程 以棒—板为例，在棒与板之间的长间隙施加正冲击电压，在棒电极头部电场高的地方发生多个局部流注放电，这些流注汇集起来成为导电性较高的高密度等离子体状态——先导。 先导到达对面平板电极时，把两电极跨接起来。电源供给很大能量，先导转为主放