氣體的絕緣特性-氣體的擊穿過程(高電壓技術(shù))

電介質(zhì)絕緣特性均勻電場中氣體的擊穿過程一、湯遜理論

定義：在均勻電場、低氣壓、短間隙的條件下進(jìn)行了放電實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了解釋氣體放電過程的理論，稱為湯遜理論(亦稱電子崩理論)。（一）均勻電場中氣體的伏安特性（二）湯遜理論電子崩形成示意圖1-外界游離因數(shù)；2—起始電子；3—電子崩1、電子崩形成2、放電二、巴申定律

定義：早在湯遜理論提出之前，巴申就從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出了擊穿電壓Ub是氣壓p和間隙距離d乘積的函數(shù)，即Ub=f（pd）三、流注理論1）定義：流注理論認(rèn)為電子的碰撞游離和空間光游離是形成自持放電的主要因素，空間電荷對電場的畸變作用是產(chǎn)生光游離的重要原因。

2）流注的形成和發(fā)展

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解氣體擊穿的發(fā)展過程，掌握均勻電場中氣體的擊穿過程原理，為今后的課程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。電介質(zhì)絕緣特性流注理論對放電現(xiàn)象的解釋為什么比較切合實(shí)際（1）放電外形。pd很大時(shí)，放電具有通道形式，這從流注理論中可以得到說明。流注中的電荷密度很大，電導(dǎo)很大，故其中電場強(qiáng)度很小。流注出現(xiàn)后，將減弱其周圍空間的電場(但加強(qiáng)了其前方電場)，并且這一作用伴隨著流注的發(fā)展而更為強(qiáng)大。因此，電子崩形成流注后，當(dāng)某個(gè)流注由于偶然原因發(fā)展更快時(shí)，它就將抑制其他流注的形成和發(fā)展，并且隨著流注的向前推進(jìn)，這種作用將越來越強(qiáng)烈。（2）放電時(shí)間。光子以光速傳播，所以流注發(fā)展速度極快，這可以說明pd很大時(shí)放電時(shí)間特別短的現(xiàn)象。（3）陰極材料。根據(jù)流注理論，維持放電自持的是空間光游離，而不是陰極表面的游離過程。這就說明了為什么當(dāng)pd較大時(shí)，擊穿電壓和陰極材料基本無關(guān)；而當(dāng)pd較小，或壓力小，或距離小時(shí)，電子崩發(fā)出的光子容易到達(dá)陰極，而不易被氣體分子吸收，從而引起陰極表面游離，于是擊穿電壓和陰極材料有關(guān)。

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解流注理論的放電原理，掌握流注理論放電的應(yīng)用，為今后的課程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。電介質(zhì)絕緣特性氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生與消失一、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生（1）按照能量來源的不同，游離形式可分為:

光游離

熱游離表面游離碰撞游離（2）金屬表面游離所需能量獲得途徑：中和二、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的消失帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)受電場力的作用流入電極帶電質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合擴(kuò)散復(fù)合

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生條件，掌握氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失的方法，為今后的課程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。電介質(zhì)絕緣特性湯遜理論能解釋任何情況下的放電一、討論湯遜理論能解釋任何情況下的放電

湯遜理論是在間隙的pd值較小的條件下提出的，當(dāng)pd值較大時(shí)，氣壓高或距離大，這時(shí)氣體擊穿的很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無法用湯遜理論來解釋。（1）放電外形：高氣壓時(shí)，放電外形為有分支的細(xì)通道，而按照湯遜放電理論，放電應(yīng)在整個(gè)電極空間連續(xù)進(jìn)行。（2）放電時(shí)間：根據(jù)出現(xiàn)電子崩經(jīng)幾個(gè)循環(huán)后完成擊穿的過程，可以計(jì)算出放電時(shí)間。在低氣壓下的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較一致，高氣壓下的實(shí)測放電時(shí)間比計(jì)算值小得多。（3）擊穿電壓：pd較小時(shí)，擊穿電壓計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值一致；pd較大時(shí)不一致。（4）陰極材料：低氣壓下間隙擊穿電壓與電極材料有關(guān)；高氣壓下間隙擊穿電壓與電極材料無關(guān)。

通常認(rèn)為，pd>26kPa．cm時(shí)，擊穿過程將發(fā)生變化，湯遜理論不再適用，但