第一章气体的绝缘强度.
高电压技术-绪论
本节内容：
➢1.1.1 带电质点的产生 ➢1.1.2 带电质点的消失 ➢1.1.3 电子崩与汤逊理论 ➢1.1.4 巴申定律与适用范围 ➢1.1.5 不均匀电场中的气体放电
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第一节 气体放电的基本物理过程
一、带电粒子在气体中的运动 （一）自由行程长度
当气体中存在电场时， 粒子进行热运动和沿 电场定向运动（如图 1-1所示）
应该指出：在气体放电中，能导致气体光电离 的光源不仅有外界的高能辐射线，而且还可能是气 体放电本身，例如后面将要介绍的带电粒子复合的 过程中，就会放出辐射能而引起新的光电离。
（二）热电离 常温下，气体分子发生热电离的概率极小。 气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m称为
该气体的电离度。 下图为空气的电离度m与温度T的关系：
表1-1列出了某些常见气体的激励能和电离能之
值，通常一电子伏 (eV) 表示由于电子电荷qe 恒
等于 1.61019C ，所以有时也可采用激励电
位 Ue (V) 和电离电位 Ui (V) 来代替激励能和电 离能，以便在计算中排除 qe 值。
表 1-1
某些气体的激励能和电离能
气体 激励能We (eV) 电离能Wi (eV) 气体 激励能We (eV) 电离能Wi (eV)
E
图1-1
第一节 气体放电自由行程的长度 基本物理过程
一、带电粒子在气体中的运动
（一）自由行程长度
各种粒子在气体中运动时不
断地互相碰撞，任一粒子在
E
1cm的行程中所遭遇的碰撞次
数与气体分子的半径和密度有
关。
单位行程中的碰撞次数Z的倒数λ即为该粒子的 平均自由形成长度。
实际的自由形成长度是随即量，并有很大的分 散性，粒子的平均自由形成长度等于或大于某一 距离x的概率为
重庆大学清华大学高电压技术习题
重庆大学清华大学高电压技术习题高电压技术课程习题第一章气体的绝缘强度1－1空气主要由氧和氮组成，其中氧分子（O2）的电离电位较低，为12.5V。
（1）若由电子碰撞使其电离，求电子的最小速度；（2）若由光子碰撞使其电离，求光子的最大波长，它属于哪种性质的射线；（3）若由气体分子自身的平均动能产生热电离，求气体的最低温度。
1－2气体放电的汤森德机理与流注机理主要的区别在哪里？它们各自的使用范围如何？1－3长气隙火花放电与短气隙火花放电的本质区别在哪里？形成先导过程的条件是什么？为什么长气隙击穿的平均场强远小于短气隙的？1－4正先导过程与负先导过程的发展机理有何区别？1－5雷电的破坏性是由哪几种效应造成的？各种效应与雷电的哪些参数有关？雷电的后续分量与第一分量在发展机理上和参数上有哪些不同？1－6为什么SF6气体绝缘大多只在较均匀的电场下应用？最经济适宜的压强范围是多少？1－7盘形悬式绝缘子在使用中的优缺点是什么？1－8超高压输电线路绝缘子上的保护金具有哪些功用？设计保护金具时应考虑什么问题？第二章液体、固体介质的绝缘强度2－1试比较电介质中各种极化的性质和特点？2－2极性液体和极性固体电介质的相对介电常数与温度和电压频率的关系如何？为什么2－3电介质导电与金属导电的本质区别为什么？2－4正弦交变电场作用下，电介质的等效电路是什么？为什么测量高压电气设备的绝缘电阻时，需要按标准规范的时间下录取，并同时记录温度？2－5某些电容量较大的设备经直流高电压试验后，其接地放电时间要求长达5～10min，为什么？2－6试了解各国标准试油杯的结构，并比较和评价。
2－7高压电气设备在运行中发生绝缘破坏，从而引起跳闸或爆炸事故是很多的，请注意观察和分析原因。
第三章电气设备绝缘实验技术3－1总结比较各种检查性试验方法的功效（包括能检测出绝缘缺陷的种类、检测灵敏度、抗干扰能力等）。
3－2总结进行各种检查性试验时应注意的事项。
华立学院高电压技术考试课件1
②按汤逊放电理论：阴极材料在击穿过程所起的 重… ③按汤逊放电理论：气体放电在整个间隙中均匀 连… 三.均匀电场中气隙的击穿电压： 1.在均匀电场中电极… 2.在均匀电场间隙中各处… 3.高压静电电压表的电极布臵…
P9在均匀间隙中只有间隙长度不长时的击穿数据如图1-7
P7 图1－5均匀电场中UF与PS的关系
P8 二.流注理论.在实验中证实PS≰200〓[(101.3)/760]KPA.cm
1.汤逊气体放电理论说明： … 2.汤逊理论所推导出相关均匀电场中a … b…
汤逊理论认为：流注理论描述在均匀电场中气隙的 放电过程如图1-6所示
P8 汤逊理论解释其放电现象，发现几点不符合实际：
P14 2.我国与国际IEC标准规定…
即 T1=(1.2 〒30%)uS
T2=(50 〒 20%)uS 雷电冲击电压标准波形用符号表示为〒1.2/50 uS 二.放电延时 1.图1-15所示的冲击电压作用下… ①直流或工频击穿电压(幅值)Uo… ②统计时延用ts表示… ③放电形成时延用tf表示… 2.间隙击穿所需时间 气体间隙在冲击电压作用下…
。
P30 对运行中的输电线路.为防止绝缘子的污闪放 电.导致事故和损失.必须采取措施加以防范.保证 系统的安全可靠发供电。防范措施如下：
①对污秽的绝缘子定期或不定期进行清扫，
或带电水冲洗 ②在绝缘子表面涂上一层憎水性的防尘材料. 如：有机硅油、有机硅脂、地蜡等等。防止形成 水膜增加表面电阻减少泄漏电流 ③加强绝缘性能和采用防污绝缘子或增加绝缘子串 中的片数.加大爬电距离减少污秽闪烙放电… ④采用半导体釉绝缘子.增加绝缘子表面电阻(约为 106～108Ω)，泄漏电流加热干燥，表面电压分布均匀 保持较高的闪烙电压。
高电压技术第二版习题答案(部分)
第一章 气体放电的基本物理过程（1）在气体放电过程中，碰撞电离为什么主要是由电子产生的？答：气体中的带电粒子主要有电子和离子，它们在电场力的作用下向各自的极板运动，带正电荷的粒子向负极板运动，带负电荷的粒子向正极板运动。
电子与离子相比，它的质量更小，半径更小，自由行程更大，迁移率更大，因此在电场力的作用下，它更容易被加速，因此电子的运动速度远大于离子的运动速度。
更容易累积到足够多的动能，因此电子碰撞中性分子并使之电离的概率要比离子大得多。
所以，在气体放电过程中，碰撞电离主要是由电子产生的。
（2）带电粒子是由哪些物理过程产生的，为什么带电粒子产生需要能量 ？答：带电粒子主要是由电离产生的，根据电离发生的位置，分为空间电离和表面电离。
根据电离获得能量的形式不同，空间电离又分为光电离、热电离和碰撞电离，表面电离分为正离子碰撞阴极表面电离、光电子发射、热电子发射和强场发射。
原子或分子呈中性状态，要使原子核外的电子摆脱原子核的约束而成为自由电子，必须施加一定的外加能量，使基态的原子或分子中结合最松弛的那个电子电离出来所需的最小能量称为电离能。
（3）为什么SF6气体的电气强度高？答：主要因为SF6气体具有很强的电负性，容易俘获自由电子而形成负离子，气体中自由电子的数目变少了，而电子又是碰撞电离的主要因素，因此气体中碰撞电离的能力变得很弱，因而削弱了放电发展过程。
1-2 汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同？这两种理论各适用于何种场合？答：汤逊理论的基本观点：电子碰撞电离是气体电离的主要原因；正离子碰撞阴极表面使阴极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件；阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。
它只适用于低气压、短气隙的情况。
气体放电流注理论以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用。
在初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度之后，某一初始电子的头部集聚到足够数量的空间电荷，就会引起新的强烈电离和二次电子崩，这种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结果，这时放电即转入新的流注阶段。
高电压技术试题 按章排序
第一章气体的绝缘特性一、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.表现游离C.热游离D.光游离3.SF6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4.由于光辐射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.解释电压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用( )。
A.流注理论B.汤逊理论C.巴申定律D.小桥理论6.SF6气体具有非常优良的电气性能，但( )A.对绝缘材料有腐蚀作用B.不能在寒冷地区使用C.灭弧能力不如空气D.在电弧作用下会分解出有毒气体7.极不均匀电场中的极性效应表明( )A.负极性的击穿电压和起晕电压都高B.正极性的击穿电压和起晕电压都高C.负极性的击穿电压低和起晕电压高D.正极性的击穿电压低和起晕电压高8.在大气条件下，流注理论认为放电发展的维持是靠( )A.碰撞游离的电子B.光游离的光子C.热游离的离子D.表面游离的电子9.气隙下操作冲击击穿电压最小值( )A.比雷电冲击击穿电压高B.比工频交流击穿电压高C.的临界波前时间随间距增大而增大D.的临界波前时间随间距增大而减小10.导线上出现冲击电晕后，使( )A.导线的波阻抗增大B.导线的波速增大C.行波的幅值增大D.导线的耦合系数增大11.电晕放电是一种( )A.自持放电B.非自持放电C.沿面放电D.滑闪放电12.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( )A.棒—板间隙，棒为正极B.棒—板间隙，棒为负极C.针—针间隙D.球—球间隙(球径50cm)13.与标准大气条件相比，当实际温度下降气压升高时，均匀电场气隙的击穿电压( )A.不变B.降低C.升高D.取决于湿度的变化14.我国规定的标准大气条件是( )A.101.3kPa，20℃，11g／m3B.101.3kPa，20℃，10g／m3C.50.1kPa，25℃，10g／m3D.50.1kPa，25℃，11g／m32.能有效提高支持绝缘子沿面闪络电压的措施是( )A.减小介质介电常数B.改进电极形状C.增加瓷套管表面电阻D.加大瓷套管半径15.标准雷电冲击电压波的波形是( )A.1/10sμB.1.2/50sμC.100/1000sμD.250/2500sμ16.线路冲击电晕的特点是( )A.正极性冲击电晕对波的衰减和变形比较小B.负极性冲击电晕对波的衰减和变形比较大C.过电压计算中应以正冲击电晕的作用为依据D.过电压计算中应以负冲击电晕的作用为依据17.棒—板间隙在工频电压作用下( )A.击穿电压远大于直流电压下正棒—负棒的击穿电压B.击穿电压远大于直流电压下正板—负棒的击穿电压C.击穿时刻是极性为正，电压达幅值时D.击穿时刻是极性为负，电压达幅值时18.沿面放电电压与同样距离下的纯空气间隙的放电电压相比总是( )A.高B.低C.相等D.不确定19.伏秒特性曲线实际上是一条带状区域，因为在冲击电压作用下，间隙放电时间具有( )A.时延性B.准确性C.统计性D.50%概率20.采用真空提高绝缘强度的理论依据是( )。
高电压技术
第一章气体的绝缘特性1.电介质在电气设备中作为绝缘材料使用，按其物质形态，可分为三类：气体电介质液体电介质固体电介质在电气设备中又分为：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。
2、一些基本概念：①气体介质的击穿——当加在气体间隙上的电场强度达到某一临界值后，间隙中的电流会突然剧增，气体介质会失去绝缘性能而导致击穿的现象，也称为气体放电。
②放电电压UF——在间隙距离及其它相关条件一定的条件下，加在间隙两端刚好能使其击穿的电压。
由于相关条件的变化，这个值有一定的分散性。
③击穿场强——指均匀电场中击穿电压与间隙距离之比。
这个参数反映了某种气体介质耐受电场作用的能力，也即该气体的电气强度，或称气体的绝缘强度。
④平均击穿场强——指不均匀电场中击穿电压与间隙距离之比。
3.大气击穿的基本特点固体介质中的击穿将使介质强度永久丧失；而气体和液体击穿发生击穿时，一般只引起介质强度的暂时降低，当外加电压去掉后，绝缘性能又可以恢复，故称为自恢复绝缘。
§1.1 气体介质中带电质点的产生和消失一、气体原子的激发与游离产生带电质点的物理过程称为游离，是气体放电的首要前提。
1、几个基本概念①激发—-原子在外界因素（如电场、温度等）的作用下，吸收外界能量使其内部能量增加，从而使核外电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道上去的过程（也称为激励）。
②游离—-中性原子由外界获得足够的能量，以致使原子中的一个或几个电子完全脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子（即带正电的质点）的过程（也称为电离）。
2、游离的基本形式①碰撞游离a 、当带电质点具有的动能积累到一定数值后，在与气体原子（或分子）发生碰撞时，可以使后者产生游离，这种由碰撞而引起的游离称为碰撞游离。
b 、发生条件：——气体分子（或原子）的游离能c 、碰撞游离的特点碰撞游离是气体放电过程中产生带电质点的极重要的来源。
高电压技术教案
高电压技术教案课题：第一章高电压绝缘教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。
重点：介质的绝缘性能。
难点：对介质绝缘性能的理解。
组织课题：第一章高电压绝缘教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。
重点：介质的绝缘性能。
难点：对介质绝缘性能的理解。
组织教学：点名。
复习旧课：引入新课：基本概念§1—1 概述一、电介质的极化极化的基本形式有：电子式极化、离子式极化、偶极子极化1、电子式极化：可以存在于液体、固体、气体中。
E=0时（对称的）对外不显电性，E不等于0时（对称的）对外显电性。
特点：（1）极化过程快，10-15s且介电系数与电源无关。
（2）极化过程属于弹性，无损耗。
（3）其介电系数有负的温度系数。
2、离子式极化（1）极化过程快，10 -13s，且介电系数与频率无关。
（2）极化过程属于弹性，无损耗。
（3）其介电系数有正的温度系数。
3、偶极子极化极性电介质━由偶极子分子构成特点：（1）极化过程长，10-10～10-2s ，且介电系数与频率有关。
（2）极化过程属于非弹性，有损耗。
（3）其介电系数有关。
综述：1）、气体的介电系数很小通常实践中介电系数约等于1，2）、液体 ：a 、极性（3~6)，如：蓖麻油b 、非极性（1.8~2.5)，如变压器油c 、强极性（>10) ，如水、酒精4、夹层式极化组成：设备的绝缘由几种不同的材料组成特点：1、进行过程特别长，2、有明显的损耗。
等效图如右所示，过程分析： 在合闸瞬间：12210C C U U t =→ 到达稳态时：1221g g U U t =∞→ 若介质是均匀的，则C1/C2=g1/g2,可得∞→→=t t U U U U 21210，即合闸后两层电荷不会发生重新分配。
若介质不均匀，则合闸后C1、C2上的电荷要重新分配。
设C1>C2,g1<g2则t=0时，U2>U1，t=∞时，U1>U2，电荷要重新分配，称为吸收电荷，相当于电容增大称为夹层电介质极化。
高电压技术题库
高电压技术题库第一章 气体放电的基本物理过程选择题 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_______ 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.大雨污秽等级II 的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场 3km~10km 地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为 _______________ mg/cmlA. w 0.03B.>0.03~0.06C.>0.06~0.10D.>0.10~0.25以下哪种材料具有憎水性？ A.硅橡胶 B.电瓷 C.玻璃 D 金属填空题气体放电的主要形式： __________ 、 ________ 、 ________ 、 _______ 、 ________ 根据巴申定律，在某一 PS 值下，击穿电压存在 ______________ 值。
在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压 _________________ 。
流注理论认为，碰撞游离和 ___________ 是形成自持放电的主要因素。
工程实际中，常用棒一板或 _____________ 电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
1)2)3)4)5)6)7)8)9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16)17)气体中带电质子的消失有___________ 、复合、附着效应等几种形式对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是 _________________________ 。
高压电技术-1 气体的绝缘强度
外电离维持放电过程 (非自持放电阶 段) 当UU0 C点后：电流急剧突增，气体间隙击 穿，只靠外加电压就能维持(自持放 电阶段)
气体放电伏安特性
非自持放电：如果取消外电 离因素，气体的放电过程就 会停止，那么电流也将消失。 这类依靠外电离因素和外电 场因素共同作用而维持的放 电。
在外部光源的照射下，气体中的微观过程有：
➢由于电离而不断产生带电质点； ➢正、负点点质点又不断复合。
当 随着电当电压电压小压的于大升U于A高时U，B：时带：电质点 的运随动着速电度压增的加升，高复，合又导出致现了 带电电质流点的的增数长目，减这少必消然失是于出现 电 回极 路了 撞当 这的 电电新电是数 流离的压由目 增。电于小增 加在离因于大 。这方电U，个式B离大因电—产于此压电生U，下子A的外时，的带：电碰电
这里所研究的气体是指高压电气设备中常用的空气、N2、 SF6、以及高强度混合气体等气态绝缘介质。 – 空气：架空线路、变压器外绝缘； – SF6： SF6断路器和SF6全封闭组合电器；
空气是最廉价、应用最广、自动恢复绝缘的气体，因此我们主要 研究空气的放电。
气体具有绝缘的自恢复特性
气体的电气强度表征气体耐受电压作用的能力。
就称为电离。
分级电离： 先经过激发再产生电离的过程。
电离能
产生电离需要的能量。
• 气体原子的激发和电离
施加能量 W > Wi 自由电子
施加能量 施加能量
自由电子
激发 分级游离
施加能量 激发
光子
• 电子要脱离原子核的束缚成为自由电子,则必 须给予其能量。能量来源的不同带电质点产 生的方式就不同。
• 因此，根据电子获得能量方式的不同，带电 带电质点产生的方式可分为以下几种。
绝缘强度测试标准
绝缘强度测试标准绝缘强度测试是指在一定的条件下，对绝缘材料或绝缘制品进行的电气强度测试。
其目的是为了评估绝缘材料或绝缘制品在电场作用下的绝缘性能，以保证其在电气设备中的安全可靠运行。
绝缘强度测试标准是对这一测试过程中的各项要求和规范进行统一规定，以确保测试结果的准确性和可靠性。
在进行绝缘强度测试时，首先需要明确测试的对象，即被测试的绝缘材料或绝缘制品。
其次，需要确定测试的条件，包括测试的电压、持续时间、环境温度等。
在测试过程中，需要严格按照相关的标准和规范进行操作，以确保测试结果的准确性和可比性。
测试完成后，需要对测试结果进行评估和分析，以确定绝缘材料或绝缘制品是否符合要求。
绝缘强度测试标准通常包括以下几个方面的内容：1. 测试对象，明确被测试的绝缘材料或绝缘制品的种类和规格，以及测试的目的和要求。
2. 测试条件，包括测试的电压、频率、持续时间、环境温度、湿度等条件的规定，以确保测试的可比性和准确性。
3. 测试方法，详细描述测试过程中的操作步骤和注意事项，确保测试的可靠性和安全性。
4. 测试结果的评定，对测试结果进行评定和分析，确定测试样品是否符合要求，是否能够在实际应用中保持良好的绝缘性能。
绝缘强度测试标准的制定和执行，对于保证电气设备的安全可靠运行具有重要意义。
只有严格按照标准进行测试，才能够得到准确可靠的测试结果，为电气设备的设计和生产提供可靠的依据。
同时，也能够保证绝缘材料或绝缘制品在使用过程中能够保持良好的绝缘性能，确保设备和人员的安全。
绝缘强度测试标准的执行还能够促进绝缘材料和绝缘制品的技术进步和质量提升。
通过不断改进和完善测试标准，可以推动绝缘材料和绝缘制品的研发和生产，提高其绝缘性能和使用寿命，满足不同领域对绝缘材料和绝缘制品的需求。
总之，绝缘强度测试标准是保证绝缘材料和绝缘制品质量的重要手段，对于电气设备的安全可靠运行具有重要意义。
只有严格按照标准进行测试，并不断改进和完善测试标准，才能够保证绝缘材料和绝缘制品在实际应用中能够发挥良好的绝缘性能，确保设备和人员的安全。
绝缘强度测试标准
绝缘强度测试标准绝缘强度测试是用来评估绝缘材料在电气设备中的绝缘性能的重要方法。
它可以帮助我们了解绝缘材料在高压电场下的耐压能力，以及在实际使用中是否能够有效地隔离电路，保护人身安全和设备的正常运行。
因此，建立科学严谨的绝缘强度测试标准对于确保电气设备的安全性和可靠性至关重要。
首先，绝缘强度测试标准应包括测试的基本原理和方法。
在测试过程中，应该明确规定测试样品的准备、测试环境的要求、测试仪器的选择和使用方法等内容。
同时，还需要规定测试的具体步骤和操作流程，以确保测试的准确性和可重复性。
其次，绝缘强度测试标准应包括测试参数的确定和评定标准。
在测试过程中，需要明确规定测试所需的电压、电流、持续时间等参数，并给出相应的评定标准。
这些参数和评定标准应该是基于绝缘材料的使用环境和实际工作条件而确定的，以确保测试结果能够真实反映绝缘材料的绝缘性能。
另外，绝缘强度测试标准还应包括测试结果的判定和报告要求。
在测试完成后，需要对测试结果进行分析和评定，以确定绝缘材料是否符合要求。
同时，还需要编制测试报告，对测试过程中的关键参数和结果进行记录和总结，以备日后查阅和参考。
最后，绝缘强度测试标准还应包括测试设备的校准和维护要求。
在测试过程中，测试设备的准确性和可靠性对于测试结果的准确性和可靠性至关重要。
因此，需要规定测试设备的校准周期和方法，以及设备的日常维护和保养要求，以确保测试设备的正常运行和测试结果的可靠性。
综上所述，建立科学严谨的绝缘强度测试标准对于保障电气设备的安全性和可靠性具有重要意义。
通过明确规定测试的基本原理和方法、测试参数的确定和评定标准、测试结果的判定和报告要求，以及测试设备的校准和维护要求，可以确保绝缘强度测试的准确性和可靠性，为电气设备的设计、生产和使用提供可靠的技术支持。
什么是绝缘材料的绝缘强度？
什么是绝缘材料的绝缘强度？绝缘材料是一种可以阻止电流流动的材料。
在电力系统、电子设备以及各种电器中，绝缘材料的应用至关重要。
而绝缘材料的绝缘强度则是衡量绝缘材料绝缘性能的关键指标。
本文将从绝缘材料的定义、绝缘强度的概念及测量方法、影响绝缘强度的因素以及如何提高绝缘强度等方面进行科普介绍。
一、绝缘材料的定义绝缘材料是指能够阻止电流通过的材料，通常用于包覆电线、绝缘维护电器元件以及保护电力系统等。
绝缘材料不仅可以防止电路短路和漏电等安全问题的发生，还能够减少电能损耗和电磁干扰，提高电器设备的使用寿命。
二、绝缘强度的概念及测量方法绝缘强度指的是绝缘材料能够承受的电场强度，也就是绝缘材料的耐电压能力。
通常以耐电压测试来评估绝缘材料的绝缘强度。
在测试过程中，绝缘材料会受到高电压的作用，如果能够经受住电压的强烈冲击而不发生击穿，那么说明绝缘材料的绝缘强度较高。
三、影响绝缘强度的因素1. 材料的特性：绝缘材料的导电性、机械强度以及绝缘层的厚度等因素会影响绝缘强度的表现。
2. 环境条件：环境中的湿度、温度以及气体成分等也会对绝缘强度产生一定的影响。
3. 绝缘材料的制备工艺：制备过程中的温度、压力以及添加剂等会对绝缘材料的绝缘强度产生重要影响。
四、如何提高绝缘强度1. 选择合适的绝缘材料：根据实际需求选择性能良好的绝缘材料，例如聚烯烃、聚氨酯等。
2. 控制制备工艺参数：优化制备工艺，准确控制温度、压力和添加剂的用量等，以提高绝缘材料的绝缘强度。
3. 加强绝缘材料的表面处理：表面处理可以提高绝缘材料的耐压能力，常用的方法包括喷涂、注涂、灌封等。
4. 保持绝缘材料的干燥状态：湿度会导致绝缘材料的绝缘强度降低，因此需要加强保护和维护，保持绝缘材料的干燥状态。
通过对绝缘材料的绝缘强度的科普介绍，我们了解了绝缘材料的定义及其在电力系统和电子设备中的重要作用。
同时，我们也了解了绝缘强度的概念及其测量方法，并探讨了影响绝缘强度的因素以及如何提高绝缘强度的方法。
第一章 气体电介质的绝缘特性
第一节 气体中带电质点的产生与消失
一、气体电介质中带电粒子的产生 气体中的原子通常处于正常状态，原子在外界因素（强电场，高温等）的作用下，吸 收外界能量使其内部能量增加，其电子可由低能级跃迁到能级较高的轨道运行，这个过程 称为原子激励。此时原子的状态称为激发态。此时的电子还未摆脱原子核的束缚。激励过 程所需能量称为激励能。 如果中性原子在外界因素作用下，获得足够大的能量，可使原子中的一个或几个电子 完全摆脱原子核的束缚，形成自由电子和正离子，这个过程称为原子的电离。电离是激发 的极限状态，电离后形成的正离子就是原子失去一个或几个电子后形成的带正电的质点。 电离过程所需要的能量称为电离能Wi，一般为10~15eV。显然，发生电离的条件就是原子 从外界获取的能量大于原子的电离能。 气体原子的电离可由下列因素引起：①电子或正离子与气体分子的碰撞；②各种光辐 射；③高温下气体中的热能。强电场根据不同的电离因素，电离有碰撞电离，光电离，热 电离，表面电离几种形式：
性气体具有较高的绝缘强度。
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第二节 汤逊理论和流柱理论
一、汤逊理论 20世纪初，英国物理学家汤逊（Townsend）在均匀电场、低气压、短间隙的条件下
进行了放电实验，提出了比较系统的理论和计算公式，解释了整个间隙的放电过程和击穿
条件。虽然汤逊理论有很多不足，其适用范围也有很大的局限，但它描述的放电过程是很 基本的，具有普遍意义。 1．非自持放电和自持放电
下关系：
W
式中：K――波尔茨曼常数，K＝1.38×9-23J/K； T――绝对温度，K。 随着温度升高，气体分子动能增加，当气体分子的动能大于气体分子电离能时，就可 能引起热电离。因此产生热电离的条件为：
3 KT Wi 2
高电压技术学习总结
高电压技术学期学习总结通过一学期对高电压技术的学习，有一下重点难点总结：第一章气体的绝缘强度1、气体放电的基本物理过程⑴带电粒子的产生气体分子或原子产生的三种状态原态（中性）激发态（激励态）从外界获得能量，电子发生轨道跃迁。
电离态（游离态）当获得足够能量时，电子变带电电子，原来变正离子。
电离种类：A：碰撞电离B：光电离C：热电离D：表面电离⑵带电离子的消失A：扩散，会引起浓度差。
B：复和（中和）正负电荷相遇中和，释放能量。
C：附着效应，部分电负性气体分子对负电荷有较强吸附能力，使之变为负离子。
⑶汤逊理论的使用条件和自持放电条件使用条件：均匀电子，低电压自持放电条件：(1)1seαγ-≥⑷巴申定律的物理意义及应用A：巴申定律的物理意义①p s（s一定）p增大，U f增大。
②p s（s一定）p减小，U f减小。
③p s不变：p增大，密度增大，无效碰撞增加，提高了电量的强度，U f增大。
P减小，密度减小，能碰撞的数量减小，能量提高，U f增大。
P s不变，U f不变。
B：巴申定律的应用通过增加或者减少气体的压力来提高气体的绝缘强度。
如：高压直流二极管（增加气体的压力）减小气体的压力用真空断路器。
⑸流柱理论的使用范围及与汤逊理论的关系流柱理论的使用范围：a、放电时间极短b、放电的细分数通道c、与阴极的材料无关d、当ps增大的时候，U f值与实测值差别大。
流柱理论与汤逊理论的关系：a、流柱理论是对汤逊理论的一个补充b、发生碰撞电离c、有光电离，电场⑹极不均匀电场的2个放电特点（电晕放电，极性效应）电晕放电的特点：a、电晕放电是极不均匀电场所持有的一种自持放电形式，是极不均匀电场的特征之一。
b、电晕放电会引起能量消耗。
c、电晕放电的脉冲现象会产生高频电磁波，对无线电通讯造成干扰。
d、电晕放电还使空气发生化学反应，生成臭氧、氮氧化物是强氧化剂和腐蚀剂，会对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀。
极性效应的特点：a、棒为正，极为负特点：电晕放电起始电压高。
高电压笔记
绪论高电压技术是电工学科的一个重要分支，它主要研究高电压、强电场下各种电气物理问题。
我国最高的电压等级：1000kv第一章 气体的绝缘强度绝缘的作用：把电位不等的导体分开，使其保持各自的电位具有绝缘作用的材料称为绝缘材料，即电解质分类：气体，液体，固体外绝缘：一般有气体介质和固体介质联合构成；内绝缘：固体液体联合构成。
电场强度小于击穿强度为弱电场；大于或等于为强电场。
1.1.1气体带电质点的产生和消失气体为最常见的绝缘介质，空气和六氟化硫气体电场较弱时可看成理想绝缘体击穿：强度达到一定后由绝缘状态变为良导体状态。
气体放电（气体中流过电流）：辉光放电（气压低）；火花放电或电弧放电（大气压）；电晕放电（极不均匀电场）气体中带点质点产生（本身游离，金属电极表面游离）气体中带电质点的产生：碰撞游离、光游离、热游离、表面游离说明：每次满足碰撞不一定产生游离过程；负离子的形成对气体放电的发展不利，但有助于气体抗电强度的提高。
带电质点的消失：中和，扩散，符合带点质点产生占主要地位则击穿，消失占主要地位则为绝缘。
1.1.2汤逊理论和巴申定律1.1.3流注理论不对称电场：棒板表示；对称电场：棒棒或球球表示 均匀电场用汤逊理论（低气压情况）或流注理论（解释大气压的气隙击穿） 汤逊理论（气体间隙中发生的碰撞电离以及阴极上发生的二次电子发射过程是气体间隙击穿的主要机制。
流注理论：从汤逊阐述的现象还有电场即便和间隙的光电离因素影响。
1.1.4不均匀电场的放电过程气体放电、非自持放电、自持放电被激导电或非自持放电：一旦撤离电离剂，气体离子很快消失，电流中止自持导电或自激放电：当电压增加到某一数值后，气体中电流急剧增加，即使撤去电离剂，导电仍能维持电晕放电：最常见（防止：足够的导线截面积，或采用分裂导线降低导线表面电场）av eEE k /max =。
k ；k e e 是极不均匀场是稍不均匀场42><1.2影响气体放电电压的因素1.2.1电场形式对放电电压的影响（1）均匀电场的击穿（无持续电流，无极性效应）（2）稍不均匀电场的击穿（击穿电压与电场不均匀程度关系极大）（3）极不均匀电场的击穿（主要影响因素是间隙距离，放电分散性较大，极性效应显著）结论● 间隙距离相同时，均匀，击穿电压就越高。
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第一章气体的电气强度
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) 污秽等级II的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场
3km~10km地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为mg/cm2。
A.≤0.03
B.>0.03~0.06
C.>0.06~0.10
D.>0.10~0.25
8) 以下哪种材料具有憎水性？A. 硅橡胶B.电瓷C. 玻璃D金属
二、填空题
9) 气体放电的主要形式：、、、、
10) 根据巴申定律，在某一PS值下，击穿电压存在值。
11) 在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压。
12) 流注理论认为，碰撞游离和是形成自持放电的主要因素。
13) 工程实际中，常用棒－板或电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
14) 气体中带电质子的消失有、复合、附着效应等几种形式
15) 对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是。
16) 沿面放电就是沿着表面气体中发生的放电。
17) 标准参考大气条件为：温度t0=20℃，压力b0= kPa，绝对湿度h0＝11g/m3。
18) 越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越______
19) 等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上__________含
量的一种方法。
20) 常规的防污闪措施有：爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料。
三、计算问答题
21) 简要论述汤逊放电理论。
22) 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？
23) 影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些？
24) 某距离4m的棒-极间隙。
在夏季某日干球温度t干＝30℃，湿球温度t湿＝25℃，气压b＝
99.8kPa的大气条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?（空气相对密度δ＝
0.95）
25) 某母线支柱绝缘子拟用于海拔4500m的高原地区的35kV变电站，问平原地区的制造厂在
标准参考大气条件下进行1min干工频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV？。