高电压技术电介质的电气强度
《高电压技术系列》--电介质的极化、电导和损耗
I
I IR IC
IR
IC
～U
I
U
IR
R CP
IC
δ
φ U
在交流电压的作用下，流过电介质的电流 I 包含有功分量IR 和无功分量 IC ，即
I IR IC
此时的介质功率损耗：
P UI cos UIR UIC tan U 2CP tan 式中：ω——电源角频率
φ——功率因数角
δ——介质损耗角 tanδ又称为介质损耗因数
二、气体、液体和固体介质的损耗
1、气体介质损耗 当外加电场还不足以引起电离过程，气体中只存在很小的 电导损耗（ tanδ〈10-8）；但当气体中的电场强度达到放电起 始场强E0时，气体中将发生局部放电，这时的损耗将急剧增大。
2、液体介质损耗
中性和弱极性液体介质（如变压器油）的极化损耗很小，其
主要损耗由电导引起，因而其单位体积损耗率P0可用下式求得
在电场作用下没有能量损耗的理想电介质是不存在的，实 际电介质中总有一定的能量损耗，包括由电导引起的损耗和某 些有损极化（偶极子极化、夹层极化等）引起的损耗，总称介 质损耗。
在直流电压的作用下，电介质中没有周期性的极化过程， 只要外加电压还没有达到引起局部放电的数值，介质中的损耗 将仅由电导所引起，所以用体积电导率和表面电导率两个物理 量就已能充分说明问题，不必再引入介质损耗这个概念。
强， 具有正r 的温度系数。
三、偶极子极化
有些电介质的分子，如蓖麻油、松香、橡胶、胶木等，在 无外电场作用时，其正负电荷作用中心是不重合的，这些电介 质称为极性电介质。
电介质
组成极性电介质的每一个分
电极
子成为一个偶极子（两个电荷
极），在外电场作用时，由于偶
第一篇自测题q
高电压技术自测题第一篇 电介质的电气强度一、选择题1) 流注理论未考虑 的现象。
A ．碰撞游离B ．表面游离C ．光游离D ．电荷畸变电场 2) 先导通道的形成是以 的出现为特征。
A ．碰撞游离B ．表面游离C ．热游离D ．光游离 3) 电晕放电是一种 。
A ．自持放电B ．非自持放电C ．电弧放电D ．均匀场中放电4) 气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为 。
A.碰撞游离 B.光游离 C.热游离 D.表面游离 5) ______型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A.电工陶瓷 B.钢化玻璃 C.硅橡胶 D.乙丙橡胶 6) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？ A.大雾 B.毛毛雨 C.凝露 D.大雨 7) 以下哪种材料具有憎水性？______A . 硅橡胶 石蜡 石英 B.电瓷 C. 玻璃 D 金属 8) SF 6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是______。
A ．无色无味性B ．不燃性C ．无腐蚀性D ．电负性 9) 冲击系数是______放电电压与静态放电电压之比。
A ．25% B ．50% C ．75% D ．100%10) 在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面______有很大关系 A ．粗糙度 B ．面积 C ．电场分布 D ．形状 11)雷电流具有冲击波形的特点：______。
A ．缓慢上升，平缓下降B ．缓慢上升，快速下降C ．迅速上升，平缓下降D ．迅速上升，快速下降12) 在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压______。
A.．小 B ．大 C ．相等 D ．不确定 13)极化时间最短的是( )。
A.电子式极化B.离子式极化C.偶极子极化D.空间电荷极化 伴随有能量损失的极化形式是( )。
A)电子式极化 B)离子式极化 C)偶极子极化 14）下列因素中，不会影响液体电介质击穿电压的是（ ）A.电压的频率B.温度C.电场的均匀程度D. 杂质15）以下四种气体间隙的距离均为10cm ，在直流电压作用下，击穿电压最低的是（ ）。
电介质的电气强度讲解
SVC的电抗可从电容性到电感性 按需要调节，从而使SVC安装点的电 压保持在一定的范围内。
我国电网分布
3. 高电压、高场强下的特殊问题 （ 1） （ 2） （ 3） （ 4） 绝缘问题 ：绝缘材料、绝缘结构、电压形式 高电压试验问题 过电压防护问题 电磁环境问题：电磁兼容、生态效应
4. 高电压下的特殊现象及其应用 （1） 静电技术及其应用 （2） 液电技术及其应用 （3） 线爆技术及其应用 （4） 脉冲功率技术及其应用
1000kV特高压输电示范工程
（3 ） 直流输电、紧凑型输电及灵活交流输电技术 从输电的角度说，直流输电几乎没有距离的限制，也可以用 直流电缆在水下、地下输电，因此在远距离输电上很有前景。 但也存在一些难题：换流站设备昂贵、直流断路器的性能不 满意、直流绝缘子耐污性能差等。 紧凑型输电线路的特点是取消常规线路杆塔的相间接 地构架而将三相线路置于同一塔窗中，使导线相间距离显 著减小。 因此，与常规线路相比，紧凑型输电线路的电感减小， 电容增大，即线路的波阻抗减小，从而增大了输电线路的 自然功率，也就是说可以有效地提高线路的输送能力。紧 凑型输电的另一个显著优点是线路走廊减小，因而占地减 少。
部分与电力有关的网站： 1.中国国家电力信息网 : 2.国际电工委员会(International Electrotechnical Commission ) :www.iec.ch 3.电气电子工程师协会: 4.电力论坛: 5.电力网: 6.美国电力公司: 8.ABB评论:/abbreview
▲研究意义：将电能大容量、远距离、低损耗地输送，
提高电力系统运行的经济效益，防止过电压，提高耐压水平， 保持电网运行的安全可靠性。
二. 研究内容
1. 提高绝缘能力 电介质理论研究—介质特性 放电过程研究—放电机理 高电压试验技术—高压产生、测量
高电压技术——(一)
《高电压技术》第一讲 30
第一章 气体放电的基本物理过程
第二节 均匀电场中气体击穿的发展过程
1、非自持放电和自持放电
图1-2 测定气体中电 流的回路示意图
图1-3 气体中电流和电压的关 系——伏安特性曲线
《高电压技术》第一讲 31
第一章 气体放电的基本物理过程
实验分析结果
➢ 当U<Ua
2）定性分析： 气压越低， 温度越高，扩散越快。
结论：电子的热运动速度大、自由行程长度大，所以其 扩散速度比离子快得多。
《高电压技术》第一讲 16
第一章 气体放电的基本物理过程
第一节 带电粒子的产生和消失 1.1.2 带电粒子的产生
(1)原子的电离和激励
(2) 电离的四种形式
——按引起电离的外部能量形式不同，分为： 1）光电离 2）热电离 3）碰撞电离 4）电极表面电离
《高电压技术》第一讲 24
第一章 气体放电的基本物理过程
第一节 带电粒子的产生和消失
1.1.3 负离子的产生
➢ 附 着： 当电子与气体分子碰撞时，不但有可能引起碰撞电离而产
生出正离子和新电子，而且也可能会发生电子与中性分子 相结合形成负离子的情况。 ➢ 负离子产生的作用
负离子的形成并未使气体中带电粒子的数目改变，但却能 使自由电子数减少，因而对气体放电的发展起抑制作用。
定义：电子或离子与气体分子碰撞，将电场能传递给气体分子
引起的电离。它是气体中产生带电粒子的最重要的方式，主要是 由电子完成。
条件：电子获得加速后和气体分子碰撞时，把动能传给后者，
如果动能大于或等于气体分子的电离能Wi，该电子就有足够的能 量完成碰撞电离。碰撞电离时应满足以下条件：
高电压技术题库
高电压技术题库一、单项选择题(共20题) [填空题]_________________________________1．我国现有交流输电系统最高输电电压为__kV。
[单选题] *A. 220B. 500C. 800D. 1000(正确答案)2.电介质的电气强度是指其___。
[单选题] *A．绝缘电阻B.击穿场强(正确答案)C.介质损耗角正切值D.相对介电常数3．SF6气体的电离能为15.6eV，比绝大多数气体分子高，这说明SF6气体___。
[单选题] *A.击穿场强高(正确答案)B. 击穿场强低C.电气强度低D. 介质损耗大4．无论何种气体放电都有一个___而导致电子崩的阶段。
[单选题] *A.极化B.流柱C.电子碰撞电离(正确答案)D.击穿5．在“棒－板”气隙中，当外加电压达到自持放电起始电压时，棒极附近将出现 [单选题] *___。
A．流柱B.电晕放电(正确答案)C.极化D.闪络6．超高压输电线路采用分裂导线的目的是______。
[单选题] *A.节省导线B.减小线路电能损耗C.防止或减轻电晕放电(正确答案)D.降低电晕起始场强7．在均匀或稍不均匀电场中，标准大气条件下空气的击穿场强为___kV/cm左右。
[单选题] *A.30(正确答案)B. 50C. 100D.1508．在下列四种类型的电介质极化中，极化时间最长的是___。
[单选题] *A.电子式极化B.离子式极化C.偶极子极化D.夹层极化(正确答案)9．电介质的电导率越大，其___。
[单选题] *A.绝缘电阻越大B.绝缘电阻越小(正确答案)C.介质损耗越小D.泄漏电流越小10．固体介质的击穿有电击穿、热击穿和__击穿三种形式。
[单选题] *A.局部放电(正确答案)B.电晕放电C.滑闪放电D.先导放电11．下列绝缘试验中，______不属于非破坏性试验。
[单选题] *A.测绝缘电阻B. 测泄漏电流C. 测介质损耗角正切值D.耐压试验(正确答案)12．绝缘电老化的主要原因是______。
电介质的电气强度
●负离子的形成: 中性分子或原子与电子相结合，形
成负离子（附着） 附着过程中放出能量（亲合能Ｅ）－ 电负性气体 Ｅ大 , 易形成负离子－强电负性气体，如SF6 负离子的形成使自由电子数减少，对气体放电的发展 起抑制作用
带电粒子的消失（去电离、消电离） 1. 中和－在电场作用下作定向运动，消失于电极 而形成外电路中的电流 2. 扩散－因扩散而逸出气体放电空间 3. 复合－带有异号电荷的粒子相遇，发生电荷的传递、 中和而还原为中性粒子的过程
●碰撞电离：气体介质中粒子相撞，撞击粒子传给被
撞粒子能量，使其电离
是气体中产生带电粒子的 最重要的形式
动能、位能
条件：⑴
撞击粒子的总能量＞被撞粒子的电离能
⑵ 一定的相互作用的时间和条件 通过复杂的电磁力的相互作用达到两粒子间能量转换 主要的碰撞电离由电子完成 电子引起碰撞电离的条件：
Wi qEx ≥ Wi x ≥ xi qE
1. 赵智大：高电压技术，中国电力出版社，1999/2006
2. 文远芳：高电压技术，华中科技大学出版社, 2001
3. 林福昌：高电压工程，中国电力出版社，2006/2011
4. 梁曦东等：高电压工程，清华大学出版社，2003
参考文献：
1. 朱德恒，严璋：高电压绝缘，清华大学出版社，1992 2. 刘丙尧：电气设备绝缘试验，水利电力出版社，1993
高电压技术 High Voltage Technology
绪论（INTRODUCTION）
高电压技术：
电力系统中涉及的绝缘、过电压、电气设备试验等问题的技术。 如： ▲雷击变电所、发电厂的过电压及防护 ▲绝缘材料的研制 ▲合闸、分闸、空载运行以及短路引起的过电压 ▲电气设备的耐压试验
《高电压技术》1-4章知识点总结ltt
第一章 电介质的极化电导及损耗1．电介质四种极化的基本含义及比较？答：①电子式极化：在外电场的作用下，介质原子中的电子运动轨道将相对于原子核发生弹性位移。
②离子位移极化：离子式结构化合物，出现外电场后，正负离子将发生方向相反的偏移，使平均偶极距不再为零。
③偶极子极化：极性化合物的每个极性分子都是一个偶极子，在电场作用下，原先排列杂乱的偶极子将沿电场方向转动。
④空间电荷极化：在电场作用下，带电质点在电介质中移动时，可能被晶格缺陷捕获或在两层介质的界面上堆积，造成电荷在介质空间中新的分布，从而产生电矩。
极化种类产生场合 所需时间 能量损耗 产生原因 电子式极化任何电介质 s 1510- 无 束缚电子运动轨道偏移 离子式极化离子式电介质 s 1310- 几乎没有 离子的相对偏移 转向极化 极性电介质 s 2101010--- 有偶极子的定向排列 空间电荷极化 多层介质交界面 s 210-～数分钟 有 自由电荷的移动2．电介质电导与金属电导有什么本质区别？答：金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。
3．.电介质中的能量损耗的基本概念，等效电路，向量图答：①电介质中在交变电场作用下，电能转变为其它形式的能，如热能、光能等，统称为介质损耗。
它是导致电介质发生热击穿的根源。
电介质在单位时间内消耗的能量称为电介质损耗功率，简称电介质损耗。
②等效电路：lk R 为泄漏电阻；lk I 为泄漏电流；g C 为介质真空和无损极化所形成的电容；g I 为流过g C 的电流；p C 为无损极化所引起的电容；pR 为无损极化所形成的等效电阻；p I 为流过p p C R －支路的电流，可以分为有功分量prI 和无功分量pc I 。
③向量图：g J 。
为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；lk 。
J 为漏导引起的电流密度，为纯阻性的；p 。
J 为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分pc 。
高电压技术重要知识点
高电压技术重要知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高电压技术各章知识点第一篇电介质的电气强度第1章气体的绝缘特性与介质的电气强度1、气体中带电质点产生的方式热电离、光电离、碰撞电离、表面电离2、气体中带电质点消失的方式流入电极、逸出气体空间、复合3、电子崩与汤逊理论电子崩的形成、汤逊理论的基本过程及适用范围4、巴申定律及其适用范围击穿电压与气体相对密度和极间距离乘积之间的关系。
两者乘积大于时,不再适用5、流注理论考虑了空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用，适用两者乘积大于时的情况6、均匀电场与不均匀电场的划分以最大场强与平均场强之比来划分。
7、极不均匀电场中的电晕放电电晕放电的过程、起始场强、放电的极性效应8、冲击电压作用下气隙的击穿特性雷电和操作过电压波的波形冲击电压作用下的放电延时与伏秒特性50%击穿电压的概念9、电场形式对放电电压的影响均匀电场无极性效应、各类电压形式放电电压基本相同、分散性小极不均匀电场中极间距离为主要影响因素、极性效应明显。
10、电压波形对放电电压的影响电压波形对均匀和稍不均匀电场影响不大对极不均匀电场影响相当大完全对称的极不均匀场：棒棒间隙极大不对称的极不均匀场：棒板间隙11、气体的状态对放电电压的影响湿度、密度、海拔高度的影响12、气体的性质对放电电压的影响在间隙中加入高电强度气体,可大大提高击穿电压，主要指一些含卤族元素的强电负性气体，如SF613、提高气体放电电压的措施电极形状的改进空间电荷对原电场的畸变作用极不均匀场中屏障的采用提高气体压力的作用高真空高电气强度气体SF6的采用第2章液体和固体介质的绝缘的电气强度1、电介质的极化极化：在电场的作用下，电荷质点会沿电场方向产生有限的位移现象，并产生电矩（偶极矩）。
介电常数：电介质极化的强弱可用介电常数的大小来表示，与电介质分子的极性强弱有关。
极性电介质和非极性电介质：具有极性分子的电介质称为极性电介质。
大工19春《高电压技术》在线作业123参考答案
大工19春《高电压技术》在线作业1一个电子沿电场方向行进单位长度后平均发生的碰撞电离次数称为()。
A.α系数B.β系数C.γ系数D.μ系数正确答案:A均匀电场中空气的电气强度大致为()kV/cm。
A.15B.20C.30D.45正确答案:C当气体成分和电极材料一定时,气体间隙击穿电压是气压和间隙距离()的函数。
A.乘积B.比值C.之和D.之差正确答案:A在大气条件及间隙距离相同的情况下,通常电场越均匀,击穿电压越()。
A.低B.高C.不变D.不确定正确答案:B汤逊理论的适用范围是()。
A.低气压长间隙B.高气压短间隙C.高气压长间隙D.低气压短间隙正确答案:D汤逊理论不适用于()情况下。
A.小间隙B.压力小C.空气稀薄D.长间隙正确答案:D下列关于流注理论说法不正确的是()。
A.流注理论考虑了空间电荷对电场的影响B.流注理论考虑了空间光电离作用的影响C.当外加电压很高时，形成的流注是正流注D.形成流注后，放电即转为自持放电正确答案:C电晕放电是一种()。
A.自持放电B.非自持放电C.电弧放电D.均匀场中放电正确答案:A当电场不均匀系数为()时,称为稍不均匀电场。
A.f2D.f>4正确答案:B下列电场形式不属于对称电场的是()。
A.板-板B.球-球C.棒-棒D.棒-板正确答案:D在其他大气条件不变的情况下,气压增大时,间隙的击穿电压降低。
T.对F.错正确答案:B去电离过程通常包括带电粒子的运动、扩散、复合和附着效应。
T.对F.错正确答案:A汤逊放电理论认为,电离的主要因素是电子的空间碰撞电离和正离子碰撞阴极产生表面电离。
T.对F.错正确答案:A当气体成分和电极材料一定时,气体间隙的击穿电压随压强减小而减小。
T.对F.错正确答案:B在棒-板构成的不均匀电场中,正棒的电晕起始电压大于负棒的电晕起始电压。
T.对F.错正确答案:B滑闪放电是具有强垂直分量的绝缘结构所特有的放电形式。
T.对F.错正确答案:A光电离是气体产生带电粒子的最重要形式。
大工14秋《高电压技术》在线作业1答案
高电压技术大工14秋《高电压技术》在线作业1一,单选题1. 当分子的动能大于气体分子的电离能时，就可能引起（）。
A. 碰撞电离B. 光电离C. 热电离D. 表面电离?正确答案：C2. 当电场不均匀系数为（）时，称为稍不均匀电场。
A. f<1B. f<2C. f>2D. f>4?正确答案：B3. 下面对流注特点描述不正确的是（）。
A. 电离强度很大B. 传播速度很慢C. 导电性能良好D. 流注形成后，放电就可以由自身产生的空间光电离维持?正确答案：B4. 气体中产生带电粒子最重要的形式是（）。
A. 碰撞电离B. 光电离C. 热电离D. 表面电离?正确答案：A5. 当气体成分和电极材料一定时，气体间隙击穿电压是（）的函数。
A. 气压和间隙距离乘积B. 气压和间隙距离比值C. 温度和间隙距离乘积D. 气压和间隙距离之和?正确答案：A6. 沿固体介质表面发展的气体放电称为（）。
A. 击穿B. 放电C. 闪络D. 电晕?正确答案：C7. 一个电子沿电场方向行进单位长度后平均发生的碰撞电离次数称为（）。
A. α系数B. β系数C. γ系数D. μ系数?正确答案：A8. 汤逊理论不适用于（）情况下。
A. 小间隙B. 压力小C. 空气稀薄D. 长间隙?正确答案：D9. 在大气条件及间隙距离相同的情况下，通常电场越均匀，击穿电压越（）。
A. 低B. 高C. 不变D. 不确定?正确答案：B10. 当Pd>>26.66kPa?cm时，下列说法正确的是（）。
A. 在大气压下放电是火花通道B. 放电时间短于正离子在通道中到达阴极的行程时间C. 阴极材料对放电电压影响不大D. 以上说法都正确?正确答案：D二,判断题1. 在其他大气条件不变的情况下，气压增大时，间隙的击穿电压降低。
A. 错误?正确答案：A2. 流注理论适用于高气压、短间隙的情况。
A. 错误B. 正确?正确答案：A3. 稍不均匀电场一旦出现局部放电，会立即导致整个间隙的完全击穿。
高电压技术复习题
2016高电压技术复习题知识点：一、电介质的放电物理过程及电气强度（1-4章）1、电介质的电气特性和基本物理参数（电气特性可以概括为极化特性、电导特性、损耗特性和击穿特性。
电气特性的基本物理参数是相对介电常数、电导率、介质损耗因数和击穿电场强度。
）2、汤逊理论（只有电子崩是不会发生自持放电的。
要达到自持放电的条件，必须在气隙内电子崩消失之前产生新的电子（二次电子）来取代外电离因素产生的初始电子）、巴申实验曲线（气隙的击穿电压不仅与气隙的大小有关，还与气隙的中性质点的密度有关，且是δS二者乘积的函数）、流注理论（电子撞击电离和空间光电离是维持自持放电的主要因素，并强调空间电荷畸变电场作用）、自持放电（不依赖外界因素的电子崩）和非自持放电（必须依赖外界电离因素才能持续和发展，外界因素消失，电子崩消失）。
δs=0.26cm为临界值。
<0.26气隙的击穿过程和条件按汤森理论进行；>0.26气隙的放电过程和条件将按流注机理进行3、气体放电的各种形式辉光放电（低压气体中显示辉光的气体放电现象，即是稀薄气体中的自持放电（自激导电）现象）、火花放电（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）、电弧放电（电弧放电（arcdischarge）是气体放电中最强烈的一种自持放电。
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）、电晕放电（电晕放电（corona discharge）指气体介质在不均匀电场中的局部自持放电，为最常见的一种气体放电形式。
在曲率半径很小的尖端电极附近，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）、沿面放电、雷电放电4、气隙的击穿（电气强度）气隙击穿的必要条件（1、足够高的电压；2、足够多的有效电子，引起电子崩和流注；3、足够长的时间使放电得以逐步发展）、伏秒特性（对于非持续作用的电压来说，气隙的击穿电压就不能简单地用单一击穿电压值来表示了，对于某一定的电压波形，必须用电压峰值和延续时间两者来共同表示，这就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性）、雷电冲击50%击穿电压（U50% ）（指某气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值）、提高气体介质电气强度的两大途径及方法（途径：1、改善气隙中的电场分布，使之均匀；2、设法削弱和抑制气体介质中的电离过程。
高电压课后习题答案
第1章 气体得绝缘特性与介质得电气强度1-1气体放电过程中产生带电质点最重要得方式就是什么，为什么？答: 碰撞电离就是气体放电过程中产生带电质点最重要得方式。
这就是因为电子体积小，其自由行程(两次碰撞间质点经过得距离)比离子大得多，所以在电场中获得得动能比离子大得多。
其次．由于电子得质量远小于原子或分子，因此当电子得动能不足以使中性质点电离时，电子会遭到弹射而几乎不损失其动能；而离子因其质量与被碰撞得中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减小，影响其动能得积累。
1-2简要论述汤逊放电理论。
答: 设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于α过程，电子总数增至d eα个。
假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（d eα－1）个正离子。
这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．按照系数γ得定义，此（d e α－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出γ（d e α－1）个新电子，则(d e α-1)个正离子撞击阴极表面时，至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极得电子，则放电达到自持放电。
即汤逊理论得自持放电条件可表达为r(d e α-1)=1或γd e α＝1。
1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？答:（1）当棒具有正极性时，间隙中出现得电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。
随着电压得逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多得电子崩。
当电子崩达到棒极后，其中得电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。
于就是在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近得电场，而略为加强了外部空间得电场。
这样，棒极附近得电场被削弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。
（2）当棒具有负极性时，阴极表面形成得电子立即进入强电场区，造成电子崩。
当电子崩中得电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢得速度向阳极运动。
高电压技术复习要点
第一章 电介质的电气强度1.1气体放电的基本物理过程1.高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其他复合介质。
2.气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。
3.电离：指电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和正离子的过程。
4.带电质点的方式可分热电离、光电离、碰撞电离、分级电离。
5.带电质点的能量来源可分正离子撞击阴极表面、光电子发射、强场发射、热电子发射。
6.带电质点的消失可分带电质点受电场力的作用流入电极、带电质点的扩散、带电质点的复合。
7.附着：电子与气体分子碰撞时，不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子，也可能发生电子附着过程而形成负离子。
8.复合：当气体中带异号电荷的粒子相遇时，有可能发生电荷的传递与中和，这种现象称为复合。
（1）复合可能发生在电子和正离子之间，称为电子复合，其结果是产生一个中性分子；（2） 复合也可能发生在正离子和负离子之间，称为离子复合，其结果是产生两个中性分子。
9.1、放电的电子崩阶段（1）非自持放电和自持放电的不同特点宇宙射线和放射性物质的射线会使气体发生微弱的电离而产生少量带电质点；另一方面、负带电质点又在不断复合，使气体空间存在一定浓度的带电质点。
因此，在气隙的电极间施加电压时，可检测到微小的电流。
由图1-3可知：（1）在I-U 曲线的OA 段：气隙电流随外施电压的提高而增大，这是因为带电质点向电极运动的速度加快导致复合率减小。
当电压接近 时，电流趋于饱和，因为此时由外电离因素产生的带电质点全部进入电极，所以电流值仅取决于外电离因素的强弱而与电压无关。
（2）在I-U 曲线的B 、C 点：电压升高至 时，电流又开始增大，这是由于电子碰撞电离引起的，因为此时电子在电场作用下已积累起足以引起碰撞电离的动能。
电压继续升高至 时，电流急剧上升，说明放电过程又进入了一个新的阶段。
此时气隙转入良好的导电状态，即气体发生了击穿。
（3）在I-U 曲线的BC 段：虽然电流增长很快，但电流值仍很小，一般在微安级，且此时气体中的电流仍要靠外电离因素来维持，一旦去除外电离因素，气隙电流将消失。
《高电压技术》第一篇电介质的电气强度第八节沿面放电和污闪事故(“污秽”相关文档)共7张
2.91～3.45 (3.20～3.80)
3.10 （3.57）
3.10 （3.41）
注： 括号内的数据为以系统额定电压为基准的爬电比距值。
六、污闪事故的对策
随着环境污染的加重、电力系统规模的不断扩大以及对供电可靠性的 要求越来越 高，防止电力系统中发生污闪事故已成为十分重要的课题。在 现代电力系统中实际采 ●最容影易响发污生闪污电闪压的的气因用象素条的件防是雾污、闪露措、融施雪主和毛要毛有雨以下几项：
1.60 （1.84）
1.60 （1.76）
1.74～2.17
1.82～2.27
（2.00～2.50） （2.00～2.50）
2.00 （2.30）
2.00 （2.20）
2.17～2.78
2.27～2.91
（2.50～3.20） （2.50～3.20）
2.50 （2.88）
2.50 （2.75）
2.78～3.30 （3.20～3.80）
普 通 高 等 教 育 “十 二 五” 国 家 规 划 教 材
●●●定使调期用整或涂爬不料距定（期增的清大扫泄漏距离） 电（爬随●各爬爬所在在注污随 第电在所●爬由1电着污电电以污：秽着介污以电于气 影 现 一 影）比 环 秽 比 比 在 层 的 环质 层 在 比 污响代括响工污篇距境等距距工表导境 的表工距闪污电号污秽程（污级（（程面电污 电面程（是闪力内闪的c染所cc中电率染 气电中c局及电系的电mmmm性的要常导越的 强导常部压统数压////其质kkkk加求将率高加 度率将电VVVV的中据的和自））））重的污一和重 一污弧因实为因污动、爬层定介、 定层不素际以素染电电表时质电时表断化采系程力比面，表力 ，面拉用统专度系距电泄面系 泄电长的额业统值导漏沉统 漏导的防定规率距积规 距率过系污电模作离的模 离作程闪压列的为越污的 越为，措为教不监长秽不 长监因施基材断测，量断 ，测此主准扩绝表越扩 表绝电要的大缘面多大 面缘压有爬以子电，以 电子作以电及脏阻则及 阻脏用下比对污的闪对 的污时几距供供项值严阻阻严电电：。重值值重可可程越越程靠靠度大大度性性的，，的的的一绝绝一要个缘要 缘个求特子求 子特越征的越 的征来参泄来 泄参越数漏越 漏数高。距高 距。，离， 离防是防 是止影止 影电响电 响力污力 污系闪系 闪统电统 电中压中 压发的发 的生重生 重污要污 要闪因闪 因事素事 素故。故 。已已成成为为十十分分重重要要的的课课题题。。
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2.热电离 常温下，气体分子发生热电离的概率 很小，只有当温度超过10000K时（例如 电弧温度）才需要考虑热电离。 3.碰撞电离 显然，外加电压越高，电场强度越 强，自由电子沿着电场方向运动的速度 越快，就越有可能具有足够的能量完成 碰撞电离
一般只考虑电子所引起的碰撞电离 （因为离子碰撞中性分子使之电离的概 率比电子小得多） 4.电极表面电离 指电子从电极表面逸出。 ①正离子撞击阴极表面 ②光电子发射(高能辐射线照射阴极） ③热电子发射（阴极受高温） ④强场发射（阴极表面附近电场很强）
施电压达到U0后的放电称为自持放电，
U0称为放电的起始电压。
二、电子崩 外界电离因素在阴极附近产生了 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 被称为电子崩。
电压时，可检测到微小的电流。
（1）在I-U曲线的OA段： 气隙电流随外施电压的提高而增大， 这是因为带电质点向电极运动的速度加 UA 快导致复合率减小。当电压接近 时， 电流趋于饱和，因为此时由外电离因素 产生的带电质点全部进入电极，所以电 流值仅取决于外电离因素的强弱而与电 压无关
（2）在I-U曲线的B、C点： 电压升高至 U B 时，电流又开始增 大，这是由于电子碰撞电离引起的，因 为此时电子在电场作用下已积累起足以 引起碰撞电离的动能。电压继续升高至 U0 时，电流急剧上升，说明放电过程又 进入了一个新的阶段。此时气隙转入良 好的导电状态，即气体发生了击穿。
三、负离子的形成 电子与中性 分子相结合形成负离子称 为附着。 ●易于产生负离子的气体称为电负性气体 ●六氟化硫气体对电子有很强的亲合性， 称为高电气强度气体 ●负离子的形成对放电的发展有抑制作用， 可看作一种去电离因素
四、带电粒子的消失 1.带电粒子沿电场方向移动，到达电极， 消失于电极，形成外电路的电流。 2.带电粒子因扩散而逸出气体放电空间。 3.带电粒子复合。 气体中，带异号电荷的粒子相遇时， 有可能发生电荷传递与中和称为复合 正、负带电粒子浓度越大，复合进 行得越激烈
主要有极化、电导、介质损耗等现象 强电场—电场强度等于或大于放电起始 场强或击穿场强 主要有放电、闪络、击穿等现象
本篇内容
第一章 气体放电的基本物理过程 第二章 气体介质的电气强度 第三章 液体和固体介质的电气特性
第一章 气体放电的基本物理过程
研究气体放电的目的： 了解气体在高电压（强电场）作用下逐步由电介
电介质在电气设备中作为绝缘材料使用，按其 物质形态，可分为： 气体介质 液体介质 固体介质
在电气设备中: 外绝缘: 一般由气体介质(空气)和固体介质(绝缘子) 联合构成。 内绝缘: 一般由固体介质和液体介质联合构成。
在电场作用下，电介质中出现的电气现象可分
为两大类:
弱电场—电场强度比击穿场强小得多
（3）在I-U曲线的BC段： 虽然电流增长很快，但电流值仍很小， 一般在微安级，且此时气体中的电流仍 要靠外电离因素来维持，一旦去除外电 离因素，气隙电流将消失。 • 这种依靠外电离因素来维持的放电，称 为非自持放电。
电压达到 U 0 后，电流剧增，且此时
间隙中电离过程只靠电场本身的作用就
已能维持，不再需要外电离因素了。外
第二节
一、汤逊实验
电子崩
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。
但气体放电都有从电子碰撞电离开始
发展到电子崩的阶段。
宇宙射线和放射性物质的射线会使气体发
生微弱的电离而产生少量带电质点；另一方面，
带电质点又在不断复合，使气体空间存在一定
浓度的带电质点。因此，在气隙的电极间施加
第三节 自持放电条件
前述已知，只有电子崩过程是不会发
生自持放电的。要达到自持放电的条件，
必须在气隙内初始电子崩消失前产生新
的电子（二次电子）来取代外电离因素
产生的初始电子。
实验现象表明，二次电子的产生机
制与气压和气隙长度的乘积（ pd ）有关。
值较小时自持放电的条件可用汤逊理论
来说明；pd 值较大时则要用流注理论来
质演变成导体的物理过程
掌握气体介质的电气强度及其提高方法
高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、 固体以及其它复合介质。由于气体绝缘介质不 存在老化的问题，在击穿后也有完全的绝缘自 恢复特性，再加上其成本非常廉价，因此气体 成为了在实际应用中最常见的绝缘介质。 气体击穿过程的理论研究虽然还不完善， 但是相对于其他几种绝缘材料来说最为完整。 因此，高电压绝缘的论述一般都由气体绝缘开 始。
解释。
设单位距离碰撞电离数为α，则一个 电子走过x远的距离碰撞电离数为αx。 对于电子崩，分析表明：电子总数为 x x e ， 即碰撞电离数为 (e 1) 次。 （例如
x 10
e
x
2.2 10 ）
4
• 由于阴极材料的表面逸出功比气体分子的电离 能小很多，因而正离子碰撞阴极较易使阴极释 放出电子。 • 当极间距离为d，初始电子到达的物理过程称为电离。 当原子获得外加能量，电子就可能 从离核最近的轨道转移到较远的轨道， 甚至脱离原子核的约束成为自由电子， 即发生电离。 原子获得能量的形式有：光能、热 能、机械能等。
1.光电离 分析计算表明，各种可见光都不能使 气体直接发生光电离，只有那些波长很 短的高能辐射线（如x射线， 射线等） 才能使气体发生电离。 带电粒子复合的过程中，会发出辐射 能而引起光电离。
第一节 带电粒子的产生和消失
一、带电粒子在气体中的运动 1.自由行程长度 某粒子在单位行程中的碰撞次数Z的 倒数λ称为该粒子的平均自由行程长度。 2.带电粒子的迁移率 v:粒子沿着电场方向 漂移的速度。 E: 电场强度。
v k E
3.扩散 在热运动的过程中，粒子会从浓度较大 的区域运动到浓度较小的区域，从而使每 一种粒子的浓度分布均匀化，这种物理过 程称为扩散。 气压越低或温度越高，扩散进行得越快。