氣體放電-不均勻電場(chǎng)中的氣體放電過程（高電壓技術(shù)）

高電壓技術(shù)—不均勻電場(chǎng)中的氣體放電電場(chǎng)的分類01

電暈放電02目錄CONTENTS

不均勻電場(chǎng)中氣隙的擊穿過程04不均勻電場(chǎng)中的氣體放電

極性效應(yīng)03

不均勻電場(chǎng)中氣隙的擊穿電壓05了解原子的結(jié)構(gòu)及電離的概念學(xué)習(xí)目標(biāo)一般了解極性效應(yīng)物理過程知曉電暈放電的現(xiàn)象熟知電暈放電的危害性熟練掌握限制電暈的思路與措施領(lǐng)會(huì)電暈放電的概念熟記極性效應(yīng)結(jié)論（兩個(gè)不等式）記住典型間隙擊穿場(chǎng)強(qiáng)之比較（DC、工頻AC下）01電場(chǎng)的分類一.電場(chǎng)的類型用電場(chǎng)不均勻程度f衡量U——間隙上外加的電壓d——間隙間的最小距離棒-棒間隙棒-板間隙典型極不均勻間隙均勻電場(chǎng)：f=1稍不均勻電場(chǎng)：1<f<2極不均勻電場(chǎng)：f>4一.電場(chǎng)的類型稍不均勻電場(chǎng)極不均勻電場(chǎng)1.與均勻電場(chǎng)類似，間隙擊穿前沒有明顯放電跡象。2.微弱的極性效應(yīng)1.間隙擊穿前在高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)會(huì)出現(xiàn)藍(lán)紫色光暈，并發(fā)出“咝咝”的響聲（電暈放電）。2.有明顯極性效應(yīng)02電暈放電二.電暈放電1.電暈放電的概念不均勻電場(chǎng)中，氣隙上電壓升高至某一臨界值時(shí)，在曲率半徑較小的尖電極附近空間，局部場(chǎng)強(qiáng)將首先達(dá)到引起強(qiáng)烈游離的數(shù)值，在這局部區(qū)域內(nèi)形成自持放電。二.電暈放電2.電暈放電的現(xiàn)象1.薄薄的淡淡的發(fā)光層2.伴有“咝咝”放電聲3.發(fā)出臭氧氣味均壓環(huán)毛刺放電導(dǎo)線斷股處放電電機(jī)槽部放電二.電暈放電3.電暈放電的危害1432引起能量損耗干擾周圍無線電通信和測(cè)量腐蝕有機(jī)絕緣材料和金具噪聲干擾二.電暈放電4.電暈放電限制措施例如超（特）高壓線路采用分裂導(dǎo)線;有些高壓電器采用空心薄殼的，擴(kuò)大尺寸的球面或旋轉(zhuǎn)橢圓面等形式的電極;采用管型空心硬母線等。最有效的措施就是增大電極的曲率半徑，改進(jìn)電極形狀。500kV直流架空線路四分裂導(dǎo)線4.電暈放電限制措施二.電暈放電1100kV高壓斷路器4.電暈放電限制措施電暈放電在載流量不大的情況下,采用空心薄殼、擴(kuò)大尺寸的電極結(jié)構(gòu)4.電暈放電限制措施二.電暈放電我國(guó)設(shè)計(jì)要求：

1.220kV及以下輸電線路要求在惡劣天氣下也無可見電暈

2.500kV輸電線路要求在好天氣下夜間無可見電暈二.電暈放電電除塵消毒殺菌5.電暈放電的應(yīng)用二.電暈放電03極性效應(yīng)正棒—負(fù)板負(fù)棒—正板電子崩發(fā)展方向電子崩發(fā)展方向極性效應(yīng)是由棒的極性不同時(shí)，間隙中的空間電荷對(duì)外電場(chǎng)的畸變作用不同引起的。無論棒的極性如何，棒極附近總為強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，該處氣體首先發(fā)生游離，形成電子崩。三.極性效應(yīng)0.空間電荷：電場(chǎng)畸變使棒附近電場(chǎng)減弱難于形成流注電場(chǎng)畸變使棒附近電場(chǎng)增強(qiáng)易于形成流注即易于轉(zhuǎn)入自持放電（電暈放電）即難于形成自持放電（電暈放電）

UC（負(fù)棒—正板）＜UC（正棒—負(fù)板）1.起暈電壓：正棒—負(fù)板負(fù)棒—正板三.極性效應(yīng)正空間電荷在間隙深處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與外加電壓產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，加強(qiáng)了朝向板極的電場(chǎng)，有利于流注向間隙深處發(fā)展，故其擊穿電壓較低。

間隙深處的電場(chǎng)被削弱，使流注不易向前發(fā)展

Ub（負(fù)棒—正板）＜Ub（正棒—負(fù)板）2.擊穿電壓：正棒—負(fù)板負(fù)棒—正板三.極性效應(yīng)起暈電壓UC負(fù)棒—正板＜正棒—負(fù)板

擊穿電壓Ub負(fù)棒—正板＞正棒—負(fù)板

在間隙距離d相同時(shí)三.極性效應(yīng)小結(jié)04極不均勻電場(chǎng)中氣隙的擊穿過程電子崩流注主放電電子崩流注主放電先導(dǎo)1.短間隙放電2.長(zhǎng)間隙放電四.極不均勻電場(chǎng)中的氣隙擊穿過程具有熱游離過程的通道稱為先導(dǎo)通道1.長(zhǎng)間隙的放電通常分為電子崩、流注、先導(dǎo)放電和主放電四個(gè)階段。2.短間隙放電沒有先導(dǎo)放電階段，只分為電子崩、流注和主放電三個(gè)階段。電力工程系林建軍制作由于間隙越長(zhǎng)，先導(dǎo)過程與主放電過程就發(fā)展得越充分，所以長(zhǎng)間隙的平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)比短間隙的平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)低。四.極不均勻電場(chǎng)中的氣隙擊穿過程05極不均勻電場(chǎng)中氣隙的擊穿電壓五.不均勻電場(chǎng)中空氣間隙的擊穿電壓1.稍不均勻電場(chǎng)中空氣擊穿電壓

電場(chǎng)越均勻，同樣間隙距離下的擊穿電壓就越高（即電氣強(qiáng)度越高）。其極限就是均勻電場(chǎng)中的擊穿電壓（30kV/cm）典型電極結(jié)構(gòu)：球-球間隙2.極不均勻電場(chǎng)中的擊穿電壓1）直流電壓下的擊穿電壓直流擊穿電壓與間隙距離接近成正比正棒-負(fù)板間隙約為4.5kV/cm負(fù)棒-正板間隙約為10kV/cm棒-棒間隙約為5.4kV/cm五.不均勻電場(chǎng)中空氣間隙的擊穿電壓棒-板棒-棒在距離小于1m的范圍內(nèi)，擊穿電壓與間隙距離的關(guān)系接近成正比。當(dāng)間隙距離超過2m時(shí)，擊穿電壓與間隙距離的關(guān)系出現(xiàn)明顯的飽和趨向，特別是棒-板間隙，其飽和趨向尤甚。五.不均勻電場(chǎng)中空氣間隙的擊穿電壓2.極不均勻電場(chǎng)中的擊穿電壓2）工頻電壓