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哈工大高电压技术1、绪论
高电压技术
（高电压与绝缘技术）
工程上把 1000伏及以 上的交流供电电压称为高电 压。高电压技术所涉及的高 电压类型有直流电压、工频
交流电压和持续时间为毫秒
级的操作过电压、微秒级的 雷电过电压、纳秒级的核致 电磁脉冲等。
20世纪以来，随着电能应用的日益广
泛，电力系统所覆盖的范围越来越大，传 输的电能也越来越多，这就要求电力系统
小
结
高电压技术是一门重要的专业技术基础课； 随着电力行业的发展，高压输电问题越来越得到 人们的重视； 高电压、高场强下存在着一些特殊的物理现象； 高电压试验在高电压工程中起着重要的作用。
P 3U cos 2 2 P P ∝ U 22 S
; R=
S S
R：导线电阻 ：导线电阻率
：导线长度
S：导线截面积 P：传输功率 U：线路电压
提高电压等级可以实现大功率、远距离的输送电力
提高电压的效果 例如：输送750万千伏安容量的电力
345KV电压等级
• 降低线路损耗 1200KV电压等级 需：仅用一条单回线 走廊宽度为 91.5 m • 提高输送功率 即：可提高单位走廊宽度输送容量 提高输送距离 • • 节省线路走廊
不同电压等级线损
需：七条双回线 走廊宽度为 221.5 m
不同电压等级传输能量曲线
输电电压与输送容量、输送距离的范围 输电电压（kV） 输送容量（MW） 输送距离（km）
110 220 330 500 750
10-20 100-500 200-800 1000-1500 2000-2500
50-150 100-300 200-600 150-850 500以上
电压的能力 学会限制各种过电压的措施 理解供电系统中绝缘配合的原则
（高电压与绝缘技术）
工程上把 1000伏及以 上的交流供电电压称为高电 压。高电压技术所涉及的高 电压类型有直流电压、工频
交流电压和持续时间为毫秒
级的操作过电压、微秒级的 雷电过电压、纳秒级的核致 电磁脉冲等。
20世纪以来，随着电能应用的日益广
泛，电力系统所覆盖的范围越来越大，传 输的电能也越来越多，这就要求电力系统
小
结
高电压技术是一门重要的专业技术基础课； 随着电力行业的发展，高压输电问题越来越得到 人们的重视； 高电压、高场强下存在着一些特殊的物理现象； 高电压试验在高电压工程中起着重要的作用。
P 3U cos 2 2 P P ∝ U 22 S
; R=
S S
R：导线电阻 ：导线电阻率
：导线长度
S：导线截面积 P：传输功率 U：线路电压
提高电压等级可以实现大功率、远距离的输送电力
提高电压的效果 例如：输送750万千伏安容量的电力
345KV电压等级
• 降低线路损耗 1200KV电压等级 需：仅用一条单回线 走廊宽度为 91.5 m • 提高输送功率 即：可提高单位走廊宽度输送容量 提高输送距离 • • 节省线路走廊
不同电压等级线损
需：七条双回线 走廊宽度为 221.5 m
不同电压等级传输能量曲线
输电电压与输送容量、输送距离的范围 输电电压（kV） 输送容量（MW） 输送距离（km）
110 220 330 500 750
10-20 100-500 200-800 1000-1500 2000-2500
50-150 100-300 200-600 150-850 500以上
电压的能力 学会限制各种过电压的措施 理解供电系统中绝缘配合的原则
电工学课件（哈工大）第一章
电工学课件（哈工大）第一章哈尔滨工业大学电工学教研室第 1 章电路的基本概念基本定律返回目录1.1电路的作用与组成部分1.2 电路模型1.3 电压和电流的参考方向1.4 欧姆定律1.5 电源有载工作、开路与短路1.6 基尔霍夫定律1.7 电路中电位的概念及计算1.1 电路的作用与组成部分1.1.1 电路的作用（1）电能的传输和转换（2）信号的传递和处理1.1.2 电路的组成（1）电源（2）负载（3）中间环节中间环节负载发电机升压变压器降压变压器电灯电动机电炉电力系统电路示意图输电线放大器话筒扬声器扩音机电路示意图信号源（电源）1.2 电路模型电路元件的理想化在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略其次要因素，把它近似地看作理想电路元件。
为什么电路元件要理想化?便于对实际电路进行分析和用数学描述，将实际元件理想化（或称模型化）。
手电筒的电路模型UI 开关E＋－R 0R干电池电珠1.3 电压和电流的参考方向电压和电流的方向实际方向参考方向参考方向在分析计算时人为规定的方向。
物理量单位实际方向电流I A、kA、mA、μA正电荷移动的方向电动势E V、kV、mV、μV 电源驱动正电荷的方向电压U V、kV、mV、μV 电位降低的方向賫电流、电动势、电压的实际方向问题在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，如何解决？解决方法(1) 在解题前任选某一个方向为参考方向（或称正方向）；(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式；(3) 根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致；若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。
欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
R IU ￡?U ￡-IU ￡?RI￡?U ￡-IU ￡?￡-RI￡-U ￡?IU ￡?￡-RI1.4 欧姆定律伏安特性线性电阻伏安特性非线性电阻伏安特性当电压和电流的参考方向一致时U=RI当电压和电流的参考方向相反时U=－RI 注意:IUoIUo解R￡?U6V￡-I2A(a)￡?U6V￡-I￡-2A(b)R R￡-U￡-6V￡?I2AR ￡- U6V ￡? I ￡-2A (d)36326326326=-===--=-=--=-====URIURIURIUR WWWW(a)(b)(c)(d)应用欧姆定律对下图的电路列出式子，并求电阻R 例题1.1解a 点电位比b 点电位低12Vn 点电位比b 点电位低12-5=7Vm 点电位比b 点电位高3V 于是n 点电位比m 点电位低7+3=10V 即Unm=-10V 由欧姆定律得R ＝Unm ／I ＝5 WE1=5V +R U m -E2=3V-+-+I=-2Aa b mn 计算下图的电阻R 值，已知U ab ＝－12V 。
高电压技术第一章-PPT课件
第一章 电介质的极化、电导和损耗
夹层式极化:使夹层电介质分界面上出现电 荷积聚的过程。由于夹层极化中有吸收电 荷，故夹层极化相当于增大了整个电介质 的等值电容。 夹层式极化的特点：极化过程缓慢;是非弹 性的;只有在直流电压下或低频电压作用下 ，极化才能呈现出来，有能量损耗。
第一章 电介质的极化、电导和损耗
第一章 电介质的极化、电导和损耗
第一章 电介质的 极化、 电导和损耗
• 要求
熟悉电介质在电场作用下的极化、电 导和损耗等物理现象，以及它们在工程上 的合理应用。
第一章 电介质的极化、电导和损耗
知识点 ● 电介质的极化、电导和损耗的概念 ● 各类电介质的极化、电导和损耗的特 点 ● 相对介电常数εr ● 电介质的等值电路 ● 介质损失角正切tanδ ● 电介质极化、电导和损耗在工程上的 意义
定义：无外电场时对外不显电性。外电场 作用下由于电子发生相对位移而发生极 化。 特点：极化过程时间极短，约10-14～10-15 s ；极化是弹性的，无能量损耗；与电源 频率、温度无关。
第一章 电介质的极化、电导和损耗
图1－2 离子式极化示意图
定义：发生于离子结构的电介质中。正常 对外不呈现极性，在外电场作用下正、 负离子偏移其平衡位置，使介质内正、 负离子的作用中心分离，介质对外呈现 极性。 特点：时间极短，约10-12～10-13s；极化是 弹性的，无能量损耗；极化程度与电源 频率无关，随温度升高而略有增加。
第一章 电介质的极化、电导和损耗
相对介电常数εr
它是表征电介质在电场作用下极化程度 的物理量
εr的值由电介质的材料 决定，并且与温度、频 率等因素有关。
第一章 电介质的极化、电导和损耗
第一章 电介质的极化、电导和损耗
高电压技术全套ppt课件
弱电场——电场强度比击穿场强小得多 会出现：极化、电导、介质损耗等。
强电场——电场强度等于或大于放电起始场强或击穿 场强：
会出现：激励、电离导致放电、闪络、击穿等。
原子的激励
激励(激发)——原子在外界因素（电场、高温等） 的作用下，吸收外界能量使其内部能量增加，原子 核外的电子将从离原子核较近的轨道上跳到离原子 核较远的轨道上去的过程。
电离能（Wi）——使稳态原子或分子中结合最松弛 的那个电子电离出来所需要的最小能量。（电子伏
eV）
1eV＝1V×1.6×10-19C＝1.6×10-19J（焦耳）
1V电压
qe：电子的电荷（库伦）
注意 原子的电离过程产生带电粒子。
原子的激励与电离的关系
➢ 原子发生电离产生带电粒子的两种情况：
带电质点(电子、负离子或正离子)
一、带电质点的产生 二、带电质点的消失
一、带电质点的产生
带电质点的来源：游离 1.定义 游离:中性质点获得外界能量分解出带电质点的过程。 游离能（Wi） ：使中性质点发生游离所需的能量。 2.游离的分类 （一）空间游离：碰撞游离、光游离、热游离。 （二）表面游离：热电子发射、二次发射、光发射、
1、电介质的分类
A:按介质形态分： ➢ 气体电介质 ➢ 液体电介质 ➢ 固体电介质
其中气体最常见。气体介质同其它介质相比，具有在 击穿后完全的绝缘自恢复特性（自恢复绝缘），故应用 十分广泛。
输电线路以气体 作为绝缘材料
变压器相间绝缘以 液体（固体）作为
绝缘材料
电缆是用 固体介质 作为绝缘
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。
强电场——电场强度等于或大于放电起始场强或击穿 场强：
会出现：激励、电离导致放电、闪络、击穿等。
原子的激励
激励(激发)——原子在外界因素（电场、高温等） 的作用下，吸收外界能量使其内部能量增加，原子 核外的电子将从离原子核较近的轨道上跳到离原子 核较远的轨道上去的过程。
电离能（Wi）——使稳态原子或分子中结合最松弛 的那个电子电离出来所需要的最小能量。（电子伏
eV）
1eV＝1V×1.6×10-19C＝1.6×10-19J（焦耳）
1V电压
qe：电子的电荷（库伦）
注意 原子的电离过程产生带电粒子。
原子的激励与电离的关系
➢ 原子发生电离产生带电粒子的两种情况：
带电质点(电子、负离子或正离子)
一、带电质点的产生 二、带电质点的消失
一、带电质点的产生
带电质点的来源：游离 1.定义 游离:中性质点获得外界能量分解出带电质点的过程。 游离能（Wi） ：使中性质点发生游离所需的能量。 2.游离的分类 （一）空间游离：碰撞游离、光游离、热游离。 （二）表面游离：热电子发射、二次发射、光发射、
1、电介质的分类
A:按介质形态分： ➢ 气体电介质 ➢ 液体电介质 ➢ 固体电介质
其中气体最常见。气体介质同其它介质相比，具有在 击穿后完全的绝缘自恢复特性（自恢复绝缘），故应用 十分广泛。
输电线路以气体 作为绝缘材料
变压器相间绝缘以 液体（固体）作为
绝缘材料
电缆是用 固体介质 作为绝缘
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。
《高电压技术一》PPT课件
2、在电场的作用下，电介质中出现的电气现象： 弱电场——电场强度比击穿场强小得多 如：极化、电导、介质损耗等。 强电场——电场强度等于或大于放电起始场 强或击穿场强： 如：放电、闪络、击穿等。
强电场下的放电、闪络、击穿等电气现象是 我们本篇所要研究的主要内容。
3、几个基本概念
击穿：在电场的作用下，电介质由绝缘状态突变为 良导电状态的过程。 放电：特指气体绝缘的击穿过程。
电气设备中常用的气体介质 ： 空气、压缩的高电气强度气体（如SF6） 纯净的、中性状态的气体是不导电的，只有气体中出现
了带电粒子（电子、正离子、负离子）后，才可能导电， 并在电场作用下发展成各种形式的气体放电现象。
辉光放 火花放电（雷闪）
电
大气压力下。
气压较低， 电源功率较小时， 电源功率很小时， 间隙间歇性击穿， 放电充满整个间隙。 放电通道细而明亮。
称为气体的电气强度，通常称之为平均击穿场强。
击穿场强是表征气体间隙绝缘性能的重要参数。
1、电介质的分类
按物质形态分：
➢气体电介质 ➢液体电介质 ➢固体电介质 其中气体最常见。气体介质同其它介质相比，具有在 击穿后完全的绝缘自恢复特性，故应用十分广泛。
按在电气设备中所处位置分：
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。
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第一节 带电粒子的产生和消失
(2)电离的四种形式
• 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 带电粒子产生的方式就不同。
• 因此，根据电子获得能量方式的不同，带电粒子产生的方式可分为以下几种 。
第一节 带电粒子的产生和消失
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6
第一篇 高电压绝缘及实验
第一章 第二章 第三章 第四章
电介质的极化、电导和损耗 气体放电的物理过程 气隙的电气强度 固体液体和组合绝缘的电气强度
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7
第一章 电介质的极化、电导和损耗
第一节 电介质的极化 第二节 电介质的介电常数 第三节 电介质的电导 第四节 电介质中的能量损耗
1.电气设备的绝缘：
①绝缘试验（固、液、气体） ——在电场作用下的电气物
理性能和击穿的理论、规律。 ②高压试验——判断、监视绝
缘质量的主要试验方法。
2.电力系统的过电压：
③过电压及其防护——过电压
的成因与限制措施。
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3
三．中国电力系统电压等级的划分0KV， 包括：10KV，35KV，110KV，220KV
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10
§1.1 电介质的极化
定义：电介质在电场作用下产生的束缚电荷的弹 性位移和偶极子的转向位移现象，称为电 介质的极化。
效果：消弱外电场，使电介质的等值电容增大。 物理量：介电常数 类型：电子位移极化； 离子位移极化；
转向极化； 空间电荷极化。
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11
一、 电子位移极化
E
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8
§1. 电介质的极化、电导和损耗
电介质有气体、固体、液体三种形态，电
介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的。一切电介质
在电场的作用下都会出现极化、电导和损耗等电气物理
现象。
电介质的电气特性分别用以下几个参数来
表示：即介电常数εr，电导率γ（或其倒数——电阻率
ρ），介质损耗角正切tgδ，击穿场强 E，它们分别反
映了电介质的极化、电导、损耗、抗电性能。
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反映了带电质点自由运动的能力
1.1.1 带电粒子在气体中的运动
带电质点的迁移率
正离子
电子
负极
正极
E
迁移率
V μ=
E
1.1.1 带电粒子在气体中的运动
激励、电离和复合
原子核 基态电子 激励
复合
电离能
电离
1.1.1 带电粒子在气体中的运动
激励、电离和复合
气体 N2 O2 CO2 SF6 H2 H2O
热电子发射
1 2
mv2
≥Wt
E
正极Leabharlann .1.2 带电粒子的产生源于电极
强场发射
E
负极
电场阈值 108V / m
真空中、高压气体中、液体中、固体中
正极
负极
1.1.3 负离子的形成
1 2
mv2
< Wt
E
气体分子要有很高的电负性
正极
1.1.3 负离子的形成
电子亲和能
元素 F Cl Br I
电子亲合能（eV） 4.03 3.74 3.65 3.30
相关学术术语
平均自由行程 带电质点的迁移率 激励 电离 复合
1.1.1 带电粒子在气体中的运动
质点的平均自由行程
：一个带电质点在向前行进1cm距离内，发生碰撞 次数的倒数 。
1.1.1 带电粒子在气体中的运动
质点的平均自由行程
的性质
λ∝ T P
受温度和气压影响
电子的要比分子和离子的大得多
电负性值 4.0 3.0 2.8 2.5
1.1.4 带电质点的消失
扩散
hν
复合
负极
正极 中和
E
带电粒子消失的三条途径：复合、扩散和中和
高电压技术第一章课件.ppt
• 这些电离强度和发 展速度远大于初始
电子崩的二次电子
崩不断汇入初崩通
道的过程称为流注。
流注条件
• 流注的特点是电离强度很大和传播速度很快， 出现流注后，放电便获得独立继续发展的能 力，而不再依赖外界电离因子的作用，可见 这时出现流注的条件也就是自持放电的条件。
• 流注时初崩头部的空间电荷必须达到某一个临界 值。对均匀电场来说，自持放电条件为：
n
n0
e
dx
0
n n0ed
• 途中新增加的电子数或正离子数应为：
n na n0 n0 (ed 1)
• 将等号两侧乘以电子的电荷qe ，即得 电流关系式：：
I I0ed I0 n0qe
一旦除去外界电离因子?
(三)自持放电与非自持放电
在I-U曲线的BC段 一旦去除外电离因素，
气隙中电流将消失。 外施电压小于U0时 的放电是 非自持放 电。
• 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；
• 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。
气体放电的基本理论
• 汤逊理论 • 流注理论 • 巴申定律
一 汤逊气体放电理论
1. 电子崩
• 电子崩的形成过程 • 碰撞电离和电子崩引起的电流 • 碰撞电离系数
一、带电粒子在气体中的运动
（一）自由行程长度
气体中存在电场时， 粒子进行 热运动和 沿电场定向运动
• 各种粒子在气体中运动时 不断地互相碰撞，任一粒 子在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行 程长度。
二、带电粒子的产生
电子崩的二次电子
崩不断汇入初崩通
道的过程称为流注。
流注条件
• 流注的特点是电离强度很大和传播速度很快， 出现流注后，放电便获得独立继续发展的能 力，而不再依赖外界电离因子的作用，可见 这时出现流注的条件也就是自持放电的条件。
• 流注时初崩头部的空间电荷必须达到某一个临界 值。对均匀电场来说，自持放电条件为：
n
n0
e
dx
0
n n0ed
• 途中新增加的电子数或正离子数应为：
n na n0 n0 (ed 1)
• 将等号两侧乘以电子的电荷qe ，即得 电流关系式：：
I I0ed I0 n0qe
一旦除去外界电离因子?
(三)自持放电与非自持放电
在I-U曲线的BC段 一旦去除外电离因素，
气隙中电流将消失。 外施电压小于U0时 的放电是 非自持放 电。
• 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；
• 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。
气体放电的基本理论
• 汤逊理论 • 流注理论 • 巴申定律
一 汤逊气体放电理论
1. 电子崩
• 电子崩的形成过程 • 碰撞电离和电子崩引起的电流 • 碰撞电离系数
一、带电粒子在气体中的运动
（一）自由行程长度
气体中存在电场时， 粒子进行 热运动和 沿电场定向运动
• 各种粒子在气体中运动时 不断地互相碰撞，任一粒 子在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行 程长度。
二、带电粒子的产生
哈工大高电压技术气体放电的基本物理过程PPT课件
原子被分解成两种带电粒子—电子和正离子。 使电子电离出来所需的最小能量称为电离能。
.
9
电离形式：
1）碰撞电离
在电场作用下，电子被加速而获得动能。当电子 的动能满足如下条件时，将引起碰掩电离：
1 2
meve2
Wi
me——电子的质量； ve——电子的速度； Wi——气体分子的电离能。
碰撞电离的形成与电场强度和平均自由行程的大小有关
由气体动力学可知，电子平均自由行程长度：
kT
r 2P
r：气体分子半径
P ：大气压力 T ：气温 k ：波尔兹曼常数
.
7
2、激励
原子在外界因素作用下，其电子从处在距原子核较近 的低能态轨道跃迁到离核较远的较高能态的轨道，这个过 程称为激励。
该原子称为激励状态的原子。高于正常状态的能级均 称为激励能级。
.
11
3）热电离
一切因气体热状态引起的电离过程称为热电离。 包括： ✓ 随着温度升高气体分子动能增加引起的碰撞电离； ✓ 高温下高能热辐射光子引起的光电离。
.
12
4）金属(阴极)的表面电离：
a、正离子碰撞阴极 正离子碰撞阴极时使电子逸出金属（传递的能量要大于逸
出功）。逸出的电子有一个和正离子结合成为原子，其余的成 为自由电子。因此正离子必须碰撞出一个以上电子时才能出现 自由电子。
.
16
为了定量分析气隙中气体放电过程，引入三个系数：
✓ 系数：
代表一个电子沿着电场方向行经1cm长度，平均发生的 碰撞电离次数；对应于起始电子形成电子崩的过程
✓ 系数：
代表一个正离子沿着电场方向行经1cm长度，平均发生
的碰撞电离次数；在引起电子剧增的同时，对应于造成
.
9
电离形式：
1）碰撞电离
在电场作用下，电子被加速而获得动能。当电子 的动能满足如下条件时，将引起碰掩电离：
1 2
meve2
Wi
me——电子的质量； ve——电子的速度； Wi——气体分子的电离能。
碰撞电离的形成与电场强度和平均自由行程的大小有关
由气体动力学可知，电子平均自由行程长度：
kT
r 2P
r：气体分子半径
P ：大气压力 T ：气温 k ：波尔兹曼常数
.
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2、激励
原子在外界因素作用下，其电子从处在距原子核较近 的低能态轨道跃迁到离核较远的较高能态的轨道，这个过 程称为激励。
该原子称为激励状态的原子。高于正常状态的能级均 称为激励能级。
.
11
3）热电离
一切因气体热状态引起的电离过程称为热电离。 包括： ✓ 随着温度升高气体分子动能增加引起的碰撞电离； ✓ 高温下高能热辐射光子引起的光电离。
.
12
4）金属(阴极)的表面电离：
a、正离子碰撞阴极 正离子碰撞阴极时使电子逸出金属（传递的能量要大于逸
出功）。逸出的电子有一个和正离子结合成为原子，其余的成 为自由电子。因此正离子必须碰撞出一个以上电子时才能出现 自由电子。
.
16
为了定量分析气隙中气体放电过程，引入三个系数：
✓ 系数：
代表一个电子沿着电场方向行经1cm长度，平均发生的 碰撞电离次数；对应于起始电子形成电子崩的过程
✓ 系数：
代表一个正离子沿着电场方向行经1cm长度，平均发生
的碰撞电离次数；在引起电子剧增的同时，对应于造成
哈工大高电压技术1雷电过程与雷电参数讲解ppt课件
(四)雷电的极性
负极性雷击均占75～90%，对设备绝缘危害较大,防雷计算中 一般均按负极性考虑。
(五)雷电流幅值（ I）
通常定义雷电流为雷击于低阻接地电阻(≤ 30Ω)的物体时流
过雷击点的电流。它近似等于电流入射波 I 0 的两倍，即
I 2I0
I 一般地区，雷电流幅值超过 的概率可按下式计算
lg P I 88
➢从雷电过电压计算和防雷设计的角度来看，值得注意的雷 电参数有雷暴日及雷暴小时、雷电流幅值、雷电流的计算 波形等。
➢感应雷击过电压的形成机理与直接雷击过电压完全不同。
（本节完）
主放电：先导靠近地面时，进入主放电阶段，强烈的电 荷中和过程，伴随着雷鸣和闪光。主放电的时间极短， 只有50~100微秒，放电发展速度50~100m/微秒。电流幅 值高达数十甚至数百千安；
余辉阶段：主放电完成后，云中剩余电荷沿着导电通道 开始流向大地，这一阶段称放电的余辉阶段，电流数百 安。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
(八)雷电的多重放电次数及总延续时间 有55％的对地雷击包含两次以上的重复冲击；3～5次 冲击者有25%；10次以上者有4%。平均重复冲击次数取 3次。
(九)放电能量 A=QU=107V×20C＝20×107W.s（200MW秒），放电能量 不大，但是在极短时间内放出的，因而功率很大。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
(七)雷电流的计算波形 在防雷计算中，按不同要求采用不同的计算波形
1、双指数波
负极性雷击均占75～90%，对设备绝缘危害较大,防雷计算中 一般均按负极性考虑。
(五)雷电流幅值（ I）
通常定义雷电流为雷击于低阻接地电阻(≤ 30Ω)的物体时流
过雷击点的电流。它近似等于电流入射波 I 0 的两倍，即
I 2I0
I 一般地区，雷电流幅值超过 的概率可按下式计算
lg P I 88
➢从雷电过电压计算和防雷设计的角度来看，值得注意的雷 电参数有雷暴日及雷暴小时、雷电流幅值、雷电流的计算 波形等。
➢感应雷击过电压的形成机理与直接雷击过电压完全不同。
（本节完）
主放电：先导靠近地面时，进入主放电阶段，强烈的电 荷中和过程，伴随着雷鸣和闪光。主放电的时间极短， 只有50~100微秒，放电发展速度50~100m/微秒。电流幅 值高达数十甚至数百千安；
余辉阶段：主放电完成后，云中剩余电荷沿着导电通道 开始流向大地，这一阶段称放电的余辉阶段，电流数百 安。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
(八)雷电的多重放电次数及总延续时间 有55％的对地雷击包含两次以上的重复冲击；3～5次 冲击者有25%；10次以上者有4%。平均重复冲击次数取 3次。
(九)放电能量 A=QU=107V×20C＝20×107W.s（200MW秒），放电能量 不大，但是在极短时间内放出的，因而功率很大。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
(七)雷电流的计算波形 在防雷计算中，按不同要求采用不同的计算波形
1、双指数波
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上帝本身也不愿论断人，直到末日审判来临。 ---- Dr. Johnson
林肯的小故事
林肯年轻时，喜欢评论是非，还经常写信、写诗讽刺别人。有一次，他又写了 一封匿名信讽刺当地的政客，当事人十分气愤，终于要求与之决斗，要不是在 最后一刻，有人出来圆场做和事佬，美国历史上可就少了一位重量级的人物。
林肯后来谨记教训，终其一生，他都把一句话当座右铭：
➢ 负极性棒 — 板：当电压进一步提高时，电晕区不易 向外扩展，流注发展是逐步顿挫的，整个气隙的击穿是不 顺利的，其击穿电压比正极性时高得多，击穿完成时间也 要长得多
击穿放电电压：正极性“棒—板”〈 负极性“棒—板”
8、极不均匀电场中的短间隙、长间隙的放电发展过程 ➢ 短间隙：
电子崩 — 流注 — 主放电（击穿） ➢ 长间隙：
➢ 极不均匀电场 在不同电压波形作用下，差异明显，分散性大
在直流电压作用下：电场不对称时，极性效应明显；正 极性“棒—板”气隙的击穿电压远低于负极性“棒—板” 的击穿电压；而“棒—棒”气隙的极性效应不明显
在工频交流电压作用下：除起始部分外，击穿电压与距 离近似成直线关系，但大气隙时击穿电压出现“饱和”趋 势；“棒—板”气隙的击穿总是发生在棒极为正极性的那 半周的峰值附近；击穿电压与直流电压下正极性击穿电压 相近
在冲击电压作用下：当电压升高到静态击穿电压时，击 穿过程不一定立即发生，必须等到气隙中出现一个能引起 电离过程并最终导致击穿的有效电子，即存在放电时延， 所加冲击电压越高，放电时延越短；表征气隙冲击击穿特 性的两种方法是：50%冲击击穿电压和伏秒特性曲线
在操作冲击电压作用下：其击穿特性具有“U形曲线” 特性和“饱和”特性；其击穿电压不仅远低于雷电冲击电 压，有时在波前时间内比工频击穿电压还低；且其击穿电 压和放电时间的分散性比雷电冲击电压下要大得多
沿面放电的类型： ➢ 干闪放电 ➢ 湿闪放电 ➢ 污闪放电 ➢ 冰闪放电
成功领导者永远关怀与影响别人
•真正的成功，是成为一个有影响力的人！ 所以，人际关系的经营，是一生最重要的目
标。 •真正的成功，只属于有影响力的人！ 所以，良好的沟通技巧，是迈向成功的必要
条件。
人际关系法则一
不批评、不责备、不抱怨
电子崩 — 流注 — 先导 — 主放电（击穿）
9、不同电场形式作用下的气隙击穿特性
➢ 均匀电场 击穿电压分散性小，直流、工频交流、冲击电压作用下 击穿电压基本相同
➢ 稍不均匀电场 与均匀电场相似，击穿电压分散性小，直流、工频交流、 冲击电压作用下击穿电压基本相同；一旦出现自持放电， 气隙即击穿，而不发生电晕现象；电场不对称时，虽有极 性效应，但不明显
电子来源于正离子撞击阴极表面逸出电子，逸出 电子是维持气体放电的必要条件。
汤逊用电子碰撞电离和正离子碰撞阴极表面 使阴极释放二次电子来说明自持放电的理论，它 能较好地解释低气压、短气隙中的放电现象。
5、流注理论的实质?
形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程 度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸变， 大大加强电子崩崩头和崩尾处的电场；另一方面， 电子崩中的电荷密度很大，所以复合过程频繁，放 射出的光子在这部分强场区很容易成为引发新的空 间光电离的辐射源。
状放电、火化放电（或电弧放电）。
7、极间距离相同的正、负极性“棒—板”气隙在自持放 电前、后气体放电的差异
自持放电前的阶段（电晕放电阶段）
➢ 正极性“棒—板”：因棒极带正电位，电子崩中的电 子迅速进入棒极，正离子暂留在棒极附近，这些空间电荷 消弱了棒极附近的电场而加强了外部空间的电场，阻止了 棒极附近流注的形成，使得电晕起始电压有所提高
哈工大高电压技术-第一章 复习
1、气隙中带电粒子是如何形成的? 气体分子在外界因素的作用下，发生电离而
分解成电子和正离子。 2、电离的主要形式有哪几种？
碰撞电离、光电离、热电离、金属表面电离 3、气体放电的主要形式有哪几种？
辉光放电、火花放电、电晕放电、刷状放电、 电弧放电
4、汤逊理论的实质? 电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次
➢ 采用高气压 ➢ 采用强电负性气体 ➢ 采用高真空
消弱和抑制气体介 质中的电离过程
11、沿面放电的概念、主要类型 沿面放电的概念： 指沿气体介质与固体介质的交界 面上发展的一种特殊的气体放电 现象
气体中沿着固体绝缘表面放电的形式有： 沿面滑闪： 尚未发生击穿的放电形式 沿面闪络： 沿面击穿的放电现象
10、大气条件对气隙击穿特性的影响 在不同大气条件和海拔高度下所得出的击穿电压实测
数据都必须换算到某种标准条件下才能互相进行比较
➢对空气密度的校正 ➢对湿度的校正 ➢对海拔的校正
11、工程上，提高气体介质电气强度的方法
➢ 改进电极形状 ➢ 利用空间电荷
改善气隙中 的电场分布
➢ 极不均匀电场中采用屏障
➢ 负极性“棒—板”：因棒极带负电位，电子崩中电子 迅速向板极扩散，正离子暂留在棒极附近，这些空间电荷 加强了棒极附近的电场而消弱了外部空间的电场，使得棒 极附近流注容易形成，降低了电晕起始电压
电晕放电电压：正极性“棒—板” 〉负极性“棒—板” 自持放电后的阶段（击穿放电阶段）
场区逐步向板极推进，流注发展是顺利持续 的，直至气隙被击穿，其击穿电压较低
流注理论认为：二次电子的主要来源是空间光 电离；气隙中一旦出现流注，放电就可以由本身产 生的空间光电离自行维持。
6、均匀电场和极不均匀电场气隙放电的特点
➢ 均匀电场：任意位置的自持放电将迅速引起气体间
隙击穿，放电的起始电压U0为击穿电压；
➢ 极不均匀电场：当电压达到U0后，首先出现电晕放
电，U0为电晕起始电压，电压继续升高，相继出现刷
你不论断他人，他人就不会论断你
盖兹堡战役：林肯与米地将军 =>一封未寄出的信
为什么林肯没寄出这封信呢？
卡内基谈人际沟通的「三不」原则： 不批评、不责备、不抱怨
现在，请闭上眼睛想一想：当你遭到别人的批 评与责备时，心理的第一个反应是什么？
心跳加速，然后防卫的本能就会浮现。为 了维护自尊，甚至可能采取攻击手段，转 移焦点，最后是造成更多的冲突。
林肯的小故事
林肯年轻时，喜欢评论是非，还经常写信、写诗讽刺别人。有一次，他又写了 一封匿名信讽刺当地的政客，当事人十分气愤，终于要求与之决斗，要不是在 最后一刻，有人出来圆场做和事佬，美国历史上可就少了一位重量级的人物。
林肯后来谨记教训，终其一生，他都把一句话当座右铭：
➢ 负极性棒 — 板：当电压进一步提高时，电晕区不易 向外扩展，流注发展是逐步顿挫的，整个气隙的击穿是不 顺利的，其击穿电压比正极性时高得多，击穿完成时间也 要长得多
击穿放电电压：正极性“棒—板”〈 负极性“棒—板”
8、极不均匀电场中的短间隙、长间隙的放电发展过程 ➢ 短间隙：
电子崩 — 流注 — 主放电（击穿） ➢ 长间隙：
➢ 极不均匀电场 在不同电压波形作用下，差异明显，分散性大
在直流电压作用下：电场不对称时，极性效应明显；正 极性“棒—板”气隙的击穿电压远低于负极性“棒—板” 的击穿电压；而“棒—棒”气隙的极性效应不明显
在工频交流电压作用下：除起始部分外，击穿电压与距 离近似成直线关系，但大气隙时击穿电压出现“饱和”趋 势；“棒—板”气隙的击穿总是发生在棒极为正极性的那 半周的峰值附近；击穿电压与直流电压下正极性击穿电压 相近
在冲击电压作用下：当电压升高到静态击穿电压时，击 穿过程不一定立即发生，必须等到气隙中出现一个能引起 电离过程并最终导致击穿的有效电子，即存在放电时延， 所加冲击电压越高，放电时延越短；表征气隙冲击击穿特 性的两种方法是：50%冲击击穿电压和伏秒特性曲线
在操作冲击电压作用下：其击穿特性具有“U形曲线” 特性和“饱和”特性；其击穿电压不仅远低于雷电冲击电 压，有时在波前时间内比工频击穿电压还低；且其击穿电 压和放电时间的分散性比雷电冲击电压下要大得多
沿面放电的类型： ➢ 干闪放电 ➢ 湿闪放电 ➢ 污闪放电 ➢ 冰闪放电
成功领导者永远关怀与影响别人
•真正的成功，是成为一个有影响力的人！ 所以，人际关系的经营，是一生最重要的目
标。 •真正的成功，只属于有影响力的人！ 所以，良好的沟通技巧，是迈向成功的必要
条件。
人际关系法则一
不批评、不责备、不抱怨
电子崩 — 流注 — 先导 — 主放电（击穿）
9、不同电场形式作用下的气隙击穿特性
➢ 均匀电场 击穿电压分散性小，直流、工频交流、冲击电压作用下 击穿电压基本相同
➢ 稍不均匀电场 与均匀电场相似，击穿电压分散性小，直流、工频交流、 冲击电压作用下击穿电压基本相同；一旦出现自持放电， 气隙即击穿，而不发生电晕现象；电场不对称时，虽有极 性效应，但不明显
电子来源于正离子撞击阴极表面逸出电子，逸出 电子是维持气体放电的必要条件。
汤逊用电子碰撞电离和正离子碰撞阴极表面 使阴极释放二次电子来说明自持放电的理论，它 能较好地解释低气压、短气隙中的放电现象。
5、流注理论的实质?
形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程 度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸变， 大大加强电子崩崩头和崩尾处的电场；另一方面， 电子崩中的电荷密度很大，所以复合过程频繁，放 射出的光子在这部分强场区很容易成为引发新的空 间光电离的辐射源。
状放电、火化放电（或电弧放电）。
7、极间距离相同的正、负极性“棒—板”气隙在自持放 电前、后气体放电的差异
自持放电前的阶段（电晕放电阶段）
➢ 正极性“棒—板”：因棒极带正电位，电子崩中的电 子迅速进入棒极，正离子暂留在棒极附近，这些空间电荷 消弱了棒极附近的电场而加强了外部空间的电场，阻止了 棒极附近流注的形成，使得电晕起始电压有所提高
哈工大高电压技术-第一章 复习
1、气隙中带电粒子是如何形成的? 气体分子在外界因素的作用下，发生电离而
分解成电子和正离子。 2、电离的主要形式有哪几种？
碰撞电离、光电离、热电离、金属表面电离 3、气体放电的主要形式有哪几种？
辉光放电、火花放电、电晕放电、刷状放电、 电弧放电
4、汤逊理论的实质? 电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次
➢ 采用高气压 ➢ 采用强电负性气体 ➢ 采用高真空
消弱和抑制气体介 质中的电离过程
11、沿面放电的概念、主要类型 沿面放电的概念： 指沿气体介质与固体介质的交界 面上发展的一种特殊的气体放电 现象
气体中沿着固体绝缘表面放电的形式有： 沿面滑闪： 尚未发生击穿的放电形式 沿面闪络： 沿面击穿的放电现象
10、大气条件对气隙击穿特性的影响 在不同大气条件和海拔高度下所得出的击穿电压实测
数据都必须换算到某种标准条件下才能互相进行比较
➢对空气密度的校正 ➢对湿度的校正 ➢对海拔的校正
11、工程上，提高气体介质电气强度的方法
➢ 改进电极形状 ➢ 利用空间电荷
改善气隙中 的电场分布
➢ 极不均匀电场中采用屏障
➢ 负极性“棒—板”：因棒极带负电位，电子崩中电子 迅速向板极扩散，正离子暂留在棒极附近，这些空间电荷 加强了棒极附近的电场而消弱了外部空间的电场，使得棒 极附近流注容易形成，降低了电晕起始电压
电晕放电电压：正极性“棒—板” 〉负极性“棒—板” 自持放电后的阶段（击穿放电阶段）
场区逐步向板极推进，流注发展是顺利持续 的，直至气隙被击穿，其击穿电压较低
流注理论认为：二次电子的主要来源是空间光 电离；气隙中一旦出现流注，放电就可以由本身产 生的空间光电离自行维持。
6、均匀电场和极不均匀电场气隙放电的特点
➢ 均匀电场：任意位置的自持放电将迅速引起气体间
隙击穿，放电的起始电压U0为击穿电压；
➢ 极不均匀电场：当电压达到U0后，首先出现电晕放
电，U0为电晕起始电压，电压继续升高，相继出现刷
你不论断他人，他人就不会论断你
盖兹堡战役：林肯与米地将军 =>一封未寄出的信
为什么林肯没寄出这封信呢？
卡内基谈人际沟通的「三不」原则： 不批评、不责备、不抱怨
现在，请闭上眼睛想一想：当你遭到别人的批 评与责备时，心理的第一个反应是什么？
心跳加速，然后防卫的本能就会浮现。为 了维护自尊，甚至可能采取攻击手段，转 移焦点，最后是造成更多的冲突。