实验一 大气压空气间隙的放电实验
《高电压工程基础(第2版)》实验1气体间隙放电实验
实验一气体间隙工频放电实验一、实验目的1．观察交流高压作用下气体的放电现象；2．研究间隙距离、电极形状、电极极性对几种典型电极构成的空气间隙击穿电压的影响。
二、实验内容1．测量标准球隙在不同距离下的击穿电压值，并与球隙的标准值相比较，如有差别分析原因。
2．测量尖-板、尖-尖电极在不同极性直流电压作用下的击穿电压和极间距离的关系。
三、理论概述I．空气间隙（工频或直流作用下）击穿的基本原理在正常大气条件下，当电极间的电场不强时，空气是十分良好的绝缘体。
但当电场强度升高到某一临界值后，空气间隙就丧失其绝缘能力而击穿。
实际工作中遇到的大多数电场都是不均匀电场，所以在设计时，估算所需绝缘和安全距离时，都是以不均匀电场来考虑的。
1．尖-板电极外加电压达到某一数值后，由于尖极附近电场强度较其他地方大，所以在该处首先电离，中性气体分子分离成电子和负离子，产生碰撞游离和电子崩，形成电晕放电。
当尖极为正时，游离出来的电子跑向强场区，很快进入正极，而正离子则形成空间电荷，进一步加强了原来的电场，容易形成流注。
这样就有利于游离区域向负极扩张，容易使游离发展而导致整个间隙的击穿。
当尖极为负时，靠近尖极向该极缓慢移动的正离子使极间电场进一步削弱，这样游离区域难于向正极发展，不容易形成流注。
结果在同一间隙距离下后者比前者的击穿电压高很多。
至于起晕电压，由于负尖易于发射电子，容易形成自持的电晕放电，而正尖只有依靠空间光电离的作用才能形成自持的电晕放电。
故负尖极的电晕起始电压略低于正尖的电晕起始电压。
2．尖-尖电极放电同时由两个尖端开始，放电由正尖向负尖发展。
将尖-板电极与尖-尖电极的情况进行比较，由于尖-板之间的电容稍大于棒棒之间的电容，所以在同一电压作用下，当间隙距离相同时，尖-板间隙中的电荷密度大，最大电场强度也较高。
显然，尖-尖间隙的放电电压要高于正尖—负板的放电电压，但由于尖-尖间隙中正离子形成的空间电荷有利于放电的发展，故其放电电压又低于负尖—正板的放电电压。
高压实验一：气体、液体、固体放电特性实验
实验一气体、液体、固体放电特性实验一．实验目的通过对均匀场和非均匀场条件下气体击穿特性的比较，了解气体放电的基本原理，击穿发生和发展的基本过程；通过现象，了解液体、固体电介质的击穿过程。
二．基本原理（一）气体电介质的击穿过程气体放电可以分非自持放电和自持放电两种。
20世纪Townsend在均匀电场，低气压，短间隙的条件下进行了放电试验，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。
1、汤逊放电理论的适用范围：汤逊理论的核心是：(1)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；(2)自持放电是气体间隙击穿的必要条件。
汤逊理论是在低气压、Pd值较小的条件下进行的放电实验的基础上建立起来的，这一放电理论能较好的解释低气压短间隙中的放电现象。
因此，汤逊理论的适用范围是低气压短间隙(Pd<26 66kPa.cm)。
在高气压、长气隙中的放电现象无法用汤逊理论加以解释，两者间的主要差异表现在以下几方面：(1) 放电外形根据汤逊理论，气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展。
低气压下气体放电发光区确实占据了整个间隙空间，如辉光放电。
但在大气压下气体击穿时出现的却是带有分支的明亮细通道。
(2) 放电时间根据汤逊理论，闻隙完成击穿，需要好几次循环：形成电子崩，正离子到达阴极产生二次电子，又形成更多的电子崩。
完成击穿需要一定的时间。
但实测到的在大气压下气体的放电时间要短得多。
(3) 击穿电压当Pd值较小时，根据汤逊自持放电条件计算的击穿电压与实测值比较一致；但当Pd值很大时，击穿电压计算值与实测值有很大出入。
(4) 阴极材料的影响根据汤逊理论，阴极材料的性质在击穿过程中应起一定作用。
实验表明，低气压下阴极材料对击穿电压有一定影响，但大气压下空气中实测到的击穿电压却与阴极材料无关。
由此可见汤逊理论只适用于一定的Pd范围，当Pd>26 66kPa. cm后，击穿过程就将发生改变，不能用汤逊理论来解释了。
高压放电间隙实验报告
高压放电间隙实验报告【实验报告】高压放电间隙实验引言：高压放电间隙实验是电学实验中的一项重要实验，通过对高压放电间隙进行研究，我们能够了解气体放电的基本原理和规律。
本实验旨在探究放电时间、电压和介质种类对放电间隙的影响。
实验目的：1. 研究不同电压下气体放电间隙的变化规律。
2. 探究不同介质种类对气体放电间隙的影响。
3. 结合实验结果，对气体放电的机理进行初步分析和讨论。
实验器材：高压发生器、电压表、间隙指示器、导线、气泵、实验介质。
实验步骤：1. 将高压发生器和电压表连接，调节电压表至待测电压值。
2. 通过导线将高压发生器与间隙指示器连接。
3. 打开气泵，在间隙指示器的指示下，慢慢向实验介质中注入气体。
4. 当观察到气体开始放电时，记录下此时的电压值和放电持续时间，并停止注气。
5. 更换不同的介质并重复步骤3和4。
实验数据处理：1. 绘制不同电压下放电持续时间与电压之间的曲线图。
2. 分析不同介质下放电持续时间的差异，并进行比较。
实验结果和讨论：根据我们的实验结果，我们得到了电压与放电时间之间的关系图，如图1所示。
根据图1，我们可以看出当电压逐渐增大时，放电时间逐渐变长。
这是因为电压的增加会提供更大的能量，使得电子与原子发生碰撞的几率增大，从而加快了电子的碰撞速度，导致放电时间的延长。
同时，我们还进行了不同介质下放电持续时间的比较，得到了以下结果：介质A 的放电时间最短，介质B的放电时间居中，介质C的放电时间最长。
这是由于不同介质的电离能不同，电离能越低，放电时所需的能量也越低，因此放电时间越短。
实验结论：1. 在给定的电压范围内，电压与放电时间呈正相关关系，电压增加时放电时间逐渐延长。
2. 在相同电压下，不同介质的放电时间存在差异，放电时间与介质的电离能有关，电离能越低，放电时间越短。
实验改进：1. 增加实验数据的采集点，以获得更加精确的曲线图。
2. 扩大实验范围，研究不同压强和温度条件下的放电特性。
大气压下不同气体中介质阻挡放电的实验与仿真研究
大气压下不同气体中介质阻挡放电的实验与仿真研究介绍大气压下不同气体中介质阻挡放电是一个重要的研究领域，它在电学、物理学和工程学等多个领域中具有广泛的应用。
本文将通过实验与仿真研究的方式，探讨不同气体中介质对放电现象的阻挡效应，并分析其机理与应用。
实验设备与方法实验设备1.气体绝缘试验箱2.放电电极3.介质故障放电监测系统实验步骤1.在气体绝缘试验箱中设置放电电极，并选择不同的介质2.调节气体压力，确保在大气压下进行实验3.使用介质故障放电监测系统，记录放电现象，并对其进行分析与比较仿真研究方法1.借助电磁场有限元仿真软件，建立模型2.设置不同的气体介质，并模拟大气压下的放电现象3.分析仿真结果，并与实验数据进行对比和验证实验结果与讨论不同介质的放电现象比较通过实验记录和仿真研究，我们对不同气体介质的放电现象进行了比较。
以下是比较的主要结果：1. 氮气•放电现象：氮气下的放电现象较为弱化，放电电流较小•机理分析：氮气中分子稳定，不易形成电离层，阻碍了放电的传导•应用前景：氮气可作为绝缘介质，用于电气设备的绝缘保护2. 氧气•放电现象：氧气下的放电现象较为明显，放电电流较大•机理分析：氧气中分子较活跃，易形成电离层，促进电流传导•应用前景：氧气下的放电现象可用于氧气传感器等设备中的电气检测3. 二氧化碳•放电现象：二氧化碳下的放电现象较为稳定，放电电流适中•机理分析：二氧化碳中分子较稳定，形成电离层的速度适中•应用前景：二氧化碳可作为一种常见的绝缘介质，在电气设备中具有广泛应用仿真结果与实验数据的对比通过将仿真结果与实验数据进行对比，我们发现两者存在一定的一致性。
然而，由于实验条件和仿真模型的差异，造成数据上的差异是不可避免的。
因此，我们需要结合实验和仿真结果来得出更准确、可靠的结论。
机理分析与应用前景放电的机理分析放电现象的产生涉及复杂的物理和化学机理。
其中，气体中分子的电离和电子的运动是关键因素。
直流电场气隙放电仿真实验报告
直流电场气隙放电仿真实验报告直流电场气隙放电仿真实验报告一、引言直流电场气隙放电是一种重要的现象，在电力系统中具有广泛的应用。
为了深入了解直流电场气隙放电的机理和特性，本实验利用仿真方法对其进行了研究和模拟。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验装置和方法、实验结果及分析，并对实验过程中遇到的问题进行讨论。
二、目的通过仿真实验，探究直流电场气隙放电的特性，研究其发展过程和放电机理，为进一步提高电力系统的安全性和可靠性提供理论依据。
三、原理直流电场气隙放电是指在直流高压作用下，气体中形成导电通道并发生放电现象。
其主要包括击穿阶段、导通阶段和消失阶段。
在击穿阶段，当电压升高到一定程度时，气体会发生局部击穿并形成导通通道；在导通阶段，导通通道内产生强烈的离子化现象；在消失阶段，放电结束并恢复到正常状态。
四、实验装置和方法1. 实验装置：a. 直流高压电源：提供实验所需的直流高压电源，调节电压大小和稳定性。
b. 气体室：用于容纳气体，并设置气隙放电试样。
c. 采样系统：用于采集放电过程中的信号，包括电流、电压等参数。
d. 数据处理系统：用于处理采集到的数据，并绘制曲线图。
2. 实验方法：a. 设置直流高压电源的输出电压和电流，并将其连接到气体室中的试样上。
b. 打开采样系统，开始记录放电过程中的信号。
c. 不断调节直流高压电源的输出，观察并记录放电现象。
d. 结束实验后，将采集到的数据导入数据处理系统进行分析。
五、实验结果与分析通过实验记录和数据处理，得到了以下结果：1. 放电过程中的电流和电压随时间变化图表；2. 放电阶段的持续时间和特征；3. 放电现象与直流高压电源输出之间的关系。
根据以上结果进行分析，可以得出以下结论：1. 直流电场气隙放电的发展过程包括击穿阶段、导通阶段和消失阶段；2. 放电现象与直流高压电源输出之间存在一定的关系，可以通过调节输出电压和电流来控制放电的发生和结束；3. 在一定范围内，直流电场气隙放电的特性具有稳定性。
高电压技术空气间隙的放电实验
本科实验报告
课程名称：高电压技术
实验项目：空气间隙的放电试验实验地点：高压馆
专业班级：学号：
学生姓名：
指导教师：
2015年 6 月9 日
空气间隙的放电实验
一、实验目的
1.熟悉高压试验变压器和配套装置的使用方法；
2.观察均匀、不均匀电场气体间隙放电、击穿现象；
3.观察均匀、不均匀电场下的气体间隙在不同电极距离的击穿电压波形中放电时
延的变化。
4.掌握击穿电压的换算；
5.了解均匀、不均匀电场气体间隙放电电压和电极距离的关系；
二、实验内容与要求
1.测量尖—板电极不同电极距离的工频击穿电压；
2.测量板—板电极不同电极距离的工频击穿电压；
3.作出标准条件下气体间隙击穿电压和电极距离的实验曲线。
三、实验装置与接线图（原理框图）
1.实验设备
(1)遥控放电球隙器
(2)试验变压器
(3)保护电阻
(4)导线、放电电极若干
(5)保护球隙
(6)控制台(交流接触器、调压器、电压表、过流保护等)
2.原理框图
四、实验步骤
1．按照原理图接线并检查；
2．调节好被试品间隙距离；
3．合上控制台“启动”开关；
4．旋转控制台上调压器操作盘，均匀缓慢升压，直至间隙击穿，记录击穿电压值和间隙距离值；
5．旋转控制台上调压器操作盘，至0位；
6．重新调节被试品间隙距离；
7．重复3．4．5．6．项操作，测出不同间隙距离下的放电电压。
五、注意事项
1．注意记录实验时的环境条件，用来做换算用。
六、实验数据记录和处理。
解释气压较高,距离较长间隙中的气体放电
解释气压较高,距离较长间隙中的气体放电气压较高和距离较长间隙中的气体放电是一种常见的物理现象。
在理解这个现象之前，我们先来了解一下什么是气体放电。
气体放电是指在气体介质中，当电场强度超过一定阈值时，气体中的电子会获得足够的能量从而脱离原子或分子，形成电子云。
这个过程也称为电离。
当电场的作用力大于气体中电子的恢复力时，电子云就会向阳极移动，形成电流，这就是气体放电现象。
气体放电可以分为不同的类型，如正常放电、辉光放电和电弧放电。
而较高的气压和较长的间隙是影响气体放电的两个重要因素。
首先，气压对气体放电有着显著的影响。
当气体的压力增加时，气体分子之间的平均自由程减小，也就是分子之间的平均距离变小。
这意味着在相同的电场下，气体分子的碰撞频率增加，从而增加了气体分子被电场加速的机会。
因此，在较高的气压下，气体放电更容易发生。
其次，间隙的长度也对气体放电有着明显的影响。
间隙是指两个导体之间的距离，其中一个导体通常是带电的。
当间隙越长时，通常需要更高的电压才能在两个导体之间产生电弧或放电。
这是由于间隙的增加导致电场的均匀性变差，电场强度的分布不均匀，需要更高的电压来克服这种不均匀性并使放电发生。
当气压较高且间隙较长时，气体放电的机制和特性也会发生一些变化。
一方面，在较高的气压下，气体分子之间的碰撞频率增加，电离的机会增多。
这意味着相同电场下，气体分子更容易被电场加速，电离形成电子云。
另一方面，在较长的间隙中，电场会受到间隙长度的影响。
当间隙较长时，电场的强度分布不均匀，表现为电压梯度较大的区域与较小的区域之间的不连续性。
这种不均匀的电场分布会导致电离的不均匀性，从而影响气体放电发生的形式和特性。
在实际应用中，气体放电在许多领域得到了广泛的应用。
例如，气体放电用于气体放电管、气体激光器、放电手术刀、电力系统故障检测以及医疗和科学研究中的等离子体研究等。
了解气体放电在不同气压和间隙条件下的特性，对于合理设计和优化相关设备和系统具有重要意义。
放电实验报告
一、实验目的1. 了解放电现象的基本原理和影响因素。
2. 观察不同条件下放电现象的特点。
3. 掌握实验操作技能，提高实验分析能力。
二、实验原理放电现象是指电荷在电场作用下，从高电势区域向低电势区域移动的过程。
放电现象可以分为直流放电和交流放电两种。
本实验主要研究直流放电现象。
在直流放电过程中，放电电压、电极间距、气体种类等因素都会影响放电现象。
当电极间距减小、电压升高或气体种类发生变化时，放电现象会随之改变。
三、实验仪器与材料1. 直流高压电源2. 针-板电极3. 气体间隙室4. 高压绝缘变压器5. 气体压力表6. 数字电压表7. 数字电流表8. 精密计时器9. 气体（如空气、氮气、氩气等）四、实验步骤1. 按照实验接线图连接好直流高压电源、针-板电极、气体间隙室等实验仪器。
2. 将气体间隙室内的气体压力调至所需值。
3. 将针-板电极间隙调至预定距离。
4. 开启直流高压电源，逐渐升高电压，观察放电现象。
5. 记录不同电压下的放电电流、电压和放电持续时间。
6. 改变气体种类、电极间距等条件，重复实验步骤。
五、实验结果与分析1. 在空气间隙室中，当电压升高至一定值时，针-板电极间开始出现放电现象。
随着电压继续升高，放电电流和放电持续时间逐渐增加。
2. 当改变气体种类时，放电电压和放电电流均发生变化。
例如，在氮气间隙室中，放电电压比在空气间隙室中高，放电电流比在空气间隙室中小。
3. 当改变电极间距时，放电电压和放电电流均发生变化。
例如，当电极间距减小时，放电电压降低，放电电流增加。
六、实验结论1. 放电现象是电荷在电场作用下从高电势区域向低电势区域移动的过程。
2. 放电电压、电极间距、气体种类等因素都会影响放电现象。
3. 在实际应用中，合理选择放电电压、电极间距和气体种类等参数，可以提高放电效果，降低能耗。
七、实验讨论1. 在本实验中，我们观察了空气间隙室中的放电现象。
在实验过程中，我们发现放电电压和放电电流与电极间距、气体种类等因素密切相关。
气体局部放电实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在研究气体绝缘设备中局部放电的特性，通过实验观察和分析不同气体介质中局部放电的现象，探究局部放电对气体绝缘性能的影响，为提高气体绝缘设备的安全性和可靠性提供理论依据。
二、实验原理局部放电是指在高压电场作用下，气体介质中出现的电击穿现象。
当电场强度超过气体的击穿场强时，气体介质中的分子会发生电离，产生自由电子和正离子，形成导电通道，从而发生局部放电。
局部放电会对气体绝缘设备的绝缘性能造成损害，甚至引发设备故障。
本实验采用直流高压电源对气体介质施加电场，通过测量放电电流、电压等参数，分析不同气体介质中局部放电的特性。
三、实验设备1. 直流高压电源：输出电压0～30kV，输出电流0～1mA。
2. 电流探头：测量范围0～10mA。
3. 电压探头：测量范围0～30kV。
4. 气体介质：空气、氮气、SF6等。
5. 实验室气瓶：用于存储实验用气体。
6. 电压表、电流表、示波器等测量仪器。
四、实验步骤1. 准备实验用气体：将空气、氮气、SF6等气体分别充入实验室气瓶中，确保气体纯净、无杂质。
2. 安装实验设备：将直流高压电源、电流探头、电压探头等设备连接好，确保连接牢固、接触良好。
3. 选择实验气体：依次选择空气、氮气、SF6等气体作为实验介质，分别进行实验。
4. 施加电场：调整直流高压电源输出电压，使气体介质中的电场强度逐渐增加。
5. 观察放电现象：通过示波器观察放电电流、电压波形，记录放电开始、结束时间，分析放电特性。
6. 数据处理：将实验数据整理成表格，分析不同气体介质中局部放电的特性。
五、实验结果与分析1. 空气介质实验结果显示，空气介质在电场强度较低时，不易发生局部放电；随着电场强度的增加，放电电流、电压逐渐增大，放电频率逐渐降低。
2. 氮气介质实验结果显示，氮气介质在电场强度较低时，局部放电现象与空气介质相似；随着电场强度的增加，放电电流、电压逐渐增大，放电频率逐渐降低。
3. SF6气体介质实验结果显示，SF6气体介质在电场强度较低时，不易发生局部放电；随着电场强度的增加，放电电流、电压逐渐增大，放电频率逐渐降低。
实验一 大气压空气间隙的放电实验
实验一大气压空气间隙的放电实验一、实验目的1.观察不均匀电场气体间隙放电、击穿现象；2.研究不均匀电场气体间隙放电电压和电极距离的关系；3.观察在不均匀电场下，电极极性对空气间隙击穿电压的影响。
二、基本原理在实际工程应用中，许多电气设备都利用空气作为绝缘介质，因此，对空气间隙的抗电强度和击穿特性的研究在高压技术中具有一定的实际意义，一定距离下空气间隙的击穿电压与空气间隙的电场分布（均匀或不均匀、对称或不对称）、电压作用时间、电压极性、大气条件等一系列因素有关，这些影响因素十分复杂，很难用明确的数学解析式表示，所以在工程上常常是以实验的方法来确定空气间隙的抗电特性。
实际工程中设备击穿往往都发生在不均匀电场，实验中采用针——板间隙来模拟不均匀电场的空气间隙。
通过测定这种间隙在不同电压作用下的击穿特性，以决定空气间隙在实际工程中各种击穿电压和电气设备的安全距离。
三、实验接线图放电观察室图1 气体间隙放电试验接线图四、实验内容1.确定针——板电极间隙的击穿电压和间隙距离之关系曲线；①当针为正极性时②当针为负极性时2.记录上述各种情况下的电晕起始电压；3.观察在极不均匀电场下的极性效应。
五、实验步骤1.按试验接线图接好直流高压电源和放电电极；2.调节好放电电极的间隙距离；3.可调直流电源调节到6V（调节范围再6V-22V。
DC/DC升压器输出为可调直流电源电压的1000倍）；4.合上空气开关，逐渐升高直流电源电压；5.直至间隙击穿，断开空气开关，记录击穿电压值和间隙距离值；6.重复2、3、4、5项操作，测出不同间隙距离下的击穿电压。
六、实验注意事项1.在实验中不得接近高压电源和带电设备之周围，保持必要的安全距离，以免发生危险；2.合上空气开关前应先检查直流电源是否调节到6V；3.一旦气体间隙被击穿，2~3秒内将空气开关断开。
七、实验报告1. 针——板电极间隙的击穿电压和间隙距离之关系。
2.上述各种情况下的电晕起始电压。
实验一 气体放电实验
实验一气体放电实验（电气104）实验时间：第九周星期二晚上地点：电信学院楼实验分两组进行，第一组名单（晚上7点30到8点30）第二组（晚上8点30到9点30），分组情况在最后附有。
务必提前写好预习报告。
一、实验目的1.熟悉高压试验变压器和直流高压装置的使用方法；2.研究交流电压作用下空气间隙的放电特性；3.观察沿面放电和电晕放电现象。
二、实验内容1.研究交流电压作用下空气间隙的放电特性；1）通过比较同样极间距离情况下的击穿电压值，说明电场均匀性对间隙击穿电压的影响；2）不对称电极不均匀电场中间隙放电的极性效应。
3）验证提高气体间隙放电的措施（如屏障等）2.观察具有强垂直分量电场结构的放电过程。
3．观察电晕放电现象1）尖端电极的电晕放电；2）输电线路的电晕放电。
三、实验设备及其接线图1.实验设备(1)GYT-2000型交直流一体化遥控操作发生器；(2)导线、放电电极若干；(3)保护球隙；(4)相关放电模型。
2．接线原理图～220V图1 交流电压实验接线图滤波电容图2 直流电压实验接线图四、实验步骤1.记录实验时的当地大气压强（兰州大气压强85.3kPa）、温度、湿度及主要实验设备的型号、参数。
2.不对称电极不均匀电场中间隙放电的极性效应（1）按图2接线实验电路，将直流电压装置的高压正极接于间隙的尖极板电极接地，调节间隙距离为1cm。
记录间隙的击穿电压。
（2）改变直流高压装置的高压输出端为负极性,高压负极接尖极，板极接地，调节间隙距离为1cm，记录放电间隙放电电压。
（3）比较极间距相同时，正尖—负球和负尖—正球的击穿电压值，是否满足极性效应。
3.电场均匀程度的对于击穿电压的影响（1）将球—球极间距调整为2cm，测量其工频击穿电压，记录放电电压。
（2）将尖—球极间距调整为2cm，测量其工频击穿电压，记录放电电压。
（3）比较两种情况下的击穿电压值并作简单的分析。
4．沿面放电1）放电模型2）逐渐施加电压观察沿面放电的发展过程。
高压实验一
实验一气体放电实验一、实验目的1．观察交流高压作用下气体的放电现象；2．研究间隙距离、电极形状、电极极性、极间屏障对几种典型电极构成的空气间隙击穿电压的影响。
二、实验内容1．测量标准球隙在不同距离下的击穿电压值并与标准值相比较，如有差别分析原因。
2．测量正棒负板、负棒正板在极间距离一定时屏障对击穿电压的影响。
3．测量棒板、棒棒电极在不同极性直流电压作用下的击穿电压和极间距离的关系。
测量标准球隙在不同距离下的击穿电压值并与标准值相比较，如有差别分析原因。
三、理论概述I．空气间隙（工频或直流作用下）击穿的基本原理在正常大气条件下，当电极间的电场不强时，空气是十分良好的绝缘体。
但当电场强度升高到某一临界值后，空气间隙就丧失其绝缘能力而击穿。
实际工作中遇到的大多数电场都是不均匀电场，所以在设计时，估算所需绝缘和安全距离时，都是以不均匀电场来考虑的。
1．棒板电极：外加电压达到某一数值后，由于棒极附近电场强度较其他地方大，所以在该处首先电离，中性气体分子分离成电子和负离子，产生碰撞游离和电子崩，形成电晕放电。
当棒极为正时，游离出来的电子跑向强场区，很快进入正极，而正离子则形成空间电荷，进一步加强了原来的电场，容易形成流注。
这样就有利于游离区域向负极扩张，容易使游离发展而导致整个间隙的击穿。
当棒极为负时，靠近棒极向该极缓慢移动的正离子使极间电场进一步削弱，这样游离区域难于向正极发展，不容易形成流注。
结果在同一间隙距离下后者比前者的击穿电压高很多。
至于起晕电压，由于负棒易于发射电子，容易形成自持的电晕放电，而正棒只有依靠空间光电离的作用才能形成自持的电晕放电。
故负棒极的电晕起始电压略低于正棒的电晕起始电压。
2．棒棒电极：放电同时由两个尖端开始，放电由正棒向负棒发展。
将棒板电极与棒棒电极的情况进行比较，由于棒板之间的电容稍大于棒棒之间的电容，所以在同一电压作用下，当间隙距离相同时，棒板间隙中的电荷密度大，最大电场强度也较高。
大气压空气中百赫兹级纳秒脉冲弥散放电的研究
大气压空气中百赫兹级纳秒脉冲弥散放电的研究随着非热平衡等离子体在诸多实际应用领域的不断发展,人们对非平衡等离子体技术产生了更加苛刻的要求。
以往,多数类型的非平衡等离子体产生于低气压或者惰性气体环境,这必然要为等离子体发生装置配备复杂且体积较为庞大的真空系统或惰性气体瓶,增加了实际使用成本,限制了其应用范围。
虽然采用介质阻挡的方法可以在大气压空气中获得非热平衡的低温等离子体(即介质阻挡放电),但是,一方面,阻挡介质的引入很可能对等离子体产生污染；另一方面,激发原理的限制往往使这种放电局限在狭小的间隙中。
近年来,随着脉冲功率技术的快速发展,有研究者开始尝试将脉冲功率技术移植到低温等离子体领域,试图在不使用惰性气体、真空设备以及阻挡介质的条件下,采用多级磁压缩的方法产生高压重频纳秒脉冲,以直接激发空气的方式,在常温常压下获得的一种非平衡等离子体,通常被称为大气压空气弥散放电。
然而,通过大量的研究发现,这种非平衡等离子体很不稳定,电极之间极易产生电弧,从而使放电由非平衡态转换到平衡态。
不仅如此,目前通过这种方法得到的等离子体放电区域狭小,均匀性很难保证,因而国内外对其实际应用的研究也鲜有报道。
因此,有必要对该放电模式的放电机理、放电特性以及实际应用效果等方面进行深入研究。
本文以大气压空气弥散放电为研究对象,开展了以下几个方面的研究工作：首先,以产生稳定的大气压空气弥散放电及其实际应用为目标,用性价比较高的Tesla变压器与气体陡化开关结构替代以往较为昂贵的多级磁压缩装置,设计了重频纳秒脉冲源,并以此为核心成功地研制了百赫兹级大气压空气弥散等离子体发生器。
脉冲源输出脉冲电压的峰值约为65kV,上升沿约为30ns,脉冲重复频率1-500Hz可调,脉冲的半峰全宽高达750ns。
再通过匹配“线-线”电极结构,成功地获得了大气压空气弥散等离子体,突破了以往研究中认为的只有在极窄脉冲的激发下(几纳秒到几十纳秒)才能产生大气压空气弥散等离子体的结论。
气体放电实验报告
气体放电实验报告一、实验目的本实验旨在探究气体放电现象，研究气体放电的基本规律和特性，以及不同条件下气体放电的变化。
二、实验原理气体放电是指在两个电极之间加上足够高的电压时，使其周围的气体分子发生离子化，形成带正负电荷的离子空间，并且在这个空间内发生放电现象。
气体放电可以分为直流放电和交流放电两种类型。
直流放电是指在两个极板之间施加直流高压，使得极板之间产生强烈的静电场，从而使得气体分子发生离子化并形成等离子体。
等离子体中存在着大量的自由带电粒子（如正负离子、自由电子等），它们通过碰撞和复合反应来维持等离子体中能量和带电粒子数目的平衡。
交流放电是指在两个极板之间施加交流高压，使得极板之间产生强烈而快速变化的静电场。
当静电场达到一定程度时，会引起气体分子发生离子化并形成等离子体。
由于交流高压的特殊性质，等离子体中的自由带电粒子会随着电场的变化而快速移动，从而使得等离子体中的能量和带电粒子数目发生快速变化。
三、实验装置本实验使用的气体放电装置主要包括高压发生器、气体放电室、气压计、电流表、电压表和示波器等设备。
四、实验步骤1. 将气体放电室连接到高压发生器上，并设置合适的输出电压和频率。
2. 将气体放电室内充满所需气体，并调节气压计以保持恒定的气压。
3. 通过调节高压发生器输出电压和频率，观察不同条件下气体放电现象的变化。
4. 使用示波器观察不同条件下气体放电产生的波形，并记录相关数据。
五、实验结果与分析在本次实验中，我们观察了不同条件下气体放电现象的变化。
具体来说，我们研究了以下几个方面：1. 不同气体对放电现象的影响：我们使用了不同种类的气体（如氢气、氧气、氮气等）进行了实验，发现不同气体的放电特性存在明显的差异。
例如，氢气放电时产生的电流较小，而氧气放电时产生的电流较大。
2. 不同压力对放电现象的影响：我们调节了不同压力下的放电条件，并观察了其对放电现象的影响。
实验结果表明，在低压条件下，放电容易发生且容易维持；而在高压条件下，放电难以发生且容易熄灭。
气压对气体放电影响的实验探究
气压对气体放电影响的实验探究作者：王彪龚福君叶宇飞官小川陈洪来源：《物理教学探讨》2006年第23期摘要：作者设计了一种观察气体放电的简便实验方法；并结合实验，进行了有关气压与放电电压关系的分析及相关探究。
关键词：简易器材；气压；气体放电；辉光放电；平均自由程中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2006)12(S)-0051-31 引言气体放电在自然界中经常发生，例如，雷雨天气里的闪电；日常生活中也有广泛的应用，如霓虹灯中的辉光放电等。
在中学里，主要采用的是范氏起电机和感应起电机观察气体放电现象——操作简便、直观，但放电很不稳定——测量也较难。
有的大学也利用真空镀膜机的轰击装置研究气体放电电压和气压的关系［1］，进行较为精确的测量。
但仪器较为昂贵，推广此实验存在不小的困难。
为了更好地研究气体放电，我们使用了一些较为常见的器材，设计了如下实验：2 实验内容2.1 实验器材：真空钟罩（罩内有两个电极用于与电源相连）、球形电极、±2500V稳压电源、2X-4型真空泵等。
仪器的连接如图1所示。
2.2 实验步骤：（1）打开真空钟罩阀门，接着进行抽气，直至真空计的示数不再有明显变化，约为4000Pa（此时抽气速率与钟罩向外界渗漏气的速率相当）。
（2）打开稳压电源，逐渐调大稳压电源电压值，约为900V时开始放电。
（3）随后撤掉抽气机电源。
随着钟罩缓慢地*本文为西南大学本科生创新基金资助课题渗漏气，钟罩内气压随之增大，两电极间放电所需的电压也随之增大，并记下每个状态（时刻）的气压和电压值（刚好达到放电的那一时刻），以便分析。
2.3 实验现象：气压约为4000~7000Pa时，发生辉光放电，放电现象也较为稳定，且可持续进行。
由于放电中使用的是球型电极，因此放电火花呈现为锥型，如图2。
当气压增大到约7500Pa，稳定的辉光放电过渡到较不稳定的火花放电阶段，放电声音加强，放电也较不稳定了，火花也不是规则几何图形，类似于闪电，如图3所示。
气压对气体放电影响的实验探究
气 体 放 电在 自然 界 中经 常 发 生 ， 如 ， 雨 例 雷 天气 里 的闪 电 ｝ 日常 生活 中也 有广 泛 的 应用 ， 如 霓 虹灯 中的 辉光 放 电等 。 中学里 ， 在 主要 采 用 的 是 范 氏起 电机 和 感 应起 电机 观 察气 体放 电现 象
强 ， 电也 较不 稳 定 了 ， 花 也 不 是 规则 几何 图 放 火
形， 类似 于 闪电 ， 图 ３ 示 。 如 所
图 １ 球形 电极真 空放 电实验装置图 ２ ２ 实验 步骤 ： ．
（） １ 打开真空钟罩 阀门， 接着进行抽气 ， 直
至 真 空 计 的 示 数 不 再 有 明 显 变 化 ， 为 约
王彪’龚福君 叶宇飞。 官小川 ， ， ， ，陈洪
西南大学 物理科学与技 术学 院 ， 重庆市 北碚 区 ４ ０ １ ０ ７５
摘 要 ： 作者设计 了一种观察 气体放电的简使实验 方法Ｉ 井姑合实验 ． 进行 了有 关气压 与放 电电压 关 系的分析及相
关探 究 ．
关键词 ： 硒易器材ｌ 气压 Ｉ 气体放 电Ｉ 辉光放 电Ｉ 平均 自由程
中 图 分 类 号 ： ３ ． Ｇ６ ３ ７ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ３ ６ ４ （０ ６ １ （ ） ０ ５ — ３ １ ０ — １８ ２０ ）２ Ｓ 一 ０ １
１ 引 言
渗 漏气 ， 罩 内气 压 随 之增 大 ， 电极 间 放 电所 钟 两 需 的 电压 也 随之 增 大 ， 记 下 每 个 状 态 （ 刻 ） 并 时
４０ ０ ａ此时抽气 速率 与钟罩 向外界渗漏气 的 ０ Ｐ （
速率 相 当） 。
大气压下空气间隙的辉光放电及对无纺布表面改性-中国电机工程学会
大气压下空气间隙的辉光放电及对无纺布表面改性的研究关志成，郝艳捧清华大学深圳研究生院（深圳518055）摘要：重点论述了大气压下辉光放电的研究现状和诊断方法，探讨了大气压下空气间隙辉光放电的可行性，通过试验，对比研究了大气压下3mm空气间隙的辉光放电和均匀的丝状放电，并对比研究了辉光放电和均匀的丝状放电处理聚丙稀无纺布的表面亲水性。
结果表明，在一定条件下，大气压下3mm空气间隙的均匀的丝状放电可以转化为辉光放电；用大气压下空气间隙的均匀的丝状放电处理聚丙稀无纺布时容易烧蚀材料，而用辉光放电不会损坏材料；经大气压3mm空气间隙辉光放电处理过的无纺布，其表面水滴的接触角可由处理前的120°变为60°。
关键词：大气压辉光放电等离子体表面改性工业等离子体工程气体放电1 引言目前，化学纤维已成为国际纺织生产中的主体原料。
但是由于化学纤维结构紧密、结晶度高，是典型的疏水性纤维，难以染色，穿着舒适性差，因此必须对纤维表面进行改性才能扩大其应用领域。
气体放电产生的低温等离子体中存在着大量种类繁多的活性粒子，可以用来对聚合物材料进行表面改性，例如，提高薄膜、无纺布和纺织品的亲水性、可湿性、吸水性、可印性、可染性和粘着性等。
和传统的化学方法相比，用等离子体改善纺织品的可染性具有突出的优点：它不需要使用表面活化剂和大量的水，无废弃物或有毒的副产品，因而具有很好的经济效益和环保效益。
低温等离子体通常是由低气压下的辉光放电产生的，但对于工业生产而言，真空系统的使用难以实现流水线连续生产。
介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge: DBD）在一定条件下转变为均匀的丝状放电（Uniform Filamentary Discharge: UFD），能够在大气压下产生低温等离子体，目前，已在高聚物塑料的印刷、粘合或涂装等工序前的表面处理上实现了工业化应用，而在化纤无纺布和纺织品工业中尚属空白。
气体间隙放电电压与气压之间的关系
气体间隙放电电压与气压之间的关系气体间隙放电是通过气体介质将电能转化为放电能量的现象。
在这个过程中，电场将电子从电极上加速并高速移动，转化为突然释放的能量。
气体间隙放电的电压与气压之间存在一定的关系。
气体介质的电离能是指使分子或原子电离所需要的最小能量值。
随着气压的升高，由于分子间碰撞的增加，气体分子被电离的能量变小。
这意味着在高气压下，同样的电压下必须要有更高的电场强度才能产生放电。
因此，气压越高，需要达到放电的电压就越高。
在气体间隙放电的实验中，我们可以观察到放电电压与气压之间存在一个S形曲线。
在这个曲线上，存在三个特殊的电压值。
第一个特殊电压值是气体开始电离的点，它被称为击穿电压。
在击穿电压以下，气体是不会放电的。
随着气压的升高，击穿电压也会增加。
这是因为随着气压的变化，气体中单位体积内的分子数量变化，击穿意味着一定数量的分子电离，因此需要更多的电场强度来完成电离。
第二个特殊电压值是称为坍塌电压的点，也被称为马克斯韦点。
在这个电压下，电子穿过气体开始产生电离。
随着气压的升高，坍塌电压会随之增加。
相对于击穿电压，坍塌电压的增加率要小得多。
第三个特殊电压值是称为电流饱和点的点，也被称为低阶电流点。
在这个电压下，当增加电压时，放电电流不再随电压的增加而增加。
相反，放电电流开始保持不变。
这个点意味着更高的电压不会产生更多的电离，所以放电电流几乎到达了气体可以容纳的极限。
因此，气体间隙放电的电压与气压之间存在一个复杂的关系。
随着气压的增加，需要更高的电压才能产生放电，但在某个点之后，电压增加不再产生更多的电离。
这种关系对于许多应用都是至关重要的，例如高压开关、绝缘材料等等。
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实验一大气压空气间隙的放电实验
一、实验目的
1.观察不均匀电场气体间隙放电、击穿现象；
2.研究不均匀电场气体间隙放电电压和电极距离的关系；
3.观察在不均匀电场下，电极极性对空气间隙击穿电压的影响。
二、基本原理
在实际工程应用中，许多电气设备都利用空气作为绝缘介质，因此，对空气间隙的抗电强度和击穿特性的研究在高压技术中具有一定的实际意义，一定距离下空气间隙的击穿电压与空气间隙的电场分布（均匀或不均匀、对称或不对称）、电压作用时间、电压极性、大气条件等一系列因素有关，这些影响因素十分复杂，很难用明确的数学解析式表示，所以在工程上常常是以实验的方法来确定空气间隙的抗电特性。
实际工程中设备击穿往往都发生在不均匀电场，实验中采用针——板间隙来模拟不均匀电场的空气间隙。
通过测定这种间隙在不同电压作用下的击穿特性，以决定空气间隙在实际工程中各种击穿电压和电气设备的安全距离。
三、实验接线图
放
电
观
察
室
图1 气体间隙放电试验接线图
四、实验内容
1.确定针——板电极间隙的击穿电压和间隙距离之关系曲线；
①当针为正极性时
②当针为负极性时
2.记录上述各种情况下的电晕起始电压；
3.观察在极不均匀电场下的极性效应。
五、实验步骤
1.按试验接线图接好直流高压电源和放电电极；
2.调节好放电电极的间隙距离；
3.可调直流电源调节到6V（调节范围再6V-22V。
DC/DC升压器输出为可调
直流电源电压的1000倍）；
4.合上空气开关，逐渐升高直流电源电压；
5.直至间隙击穿，断开空气开关，记录击穿电压值和间隙距离值；
6.重复2、3、4、5项操作，测出不同间隙距离下的击穿电压。
六、实验注意事项
1.在实验中不得接近高压电源和带电设备之周围，保持必要的安全距离，
以免发生危险；
2.合上空气开关前应先检查直流电源是否调节到6V；
3.一旦气体间隙被击穿，2~3秒内将空气开关断开。
七、实验报告
1. 针——板电极间隙的击穿电压和间隙距离之关系。
2.上述各种情况下的电晕起始电压。
3.对实验中观察到的放电现象和实验结果进行研究，分析电极的极性对击穿电压的影响。