高电压技术(第二版)吴广宁电子教案
《高电压技术(第2版)》吴广宁(双语课件) (26)[4页]
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This chapter will be focused on how to use the concepts of wave to study the transition process of distributed parameter loop. Thus the variation of current and voltage of the wire under the effect of impulse voltage can be drawn to figure out the maximum overvoltage.
第7章 输电线路和绕组中的波过程
Chapter 7 Wave-process of transmission lines and windings
在电力系统正常工作下，输电线路、母线、电缆以 及变压器和电机的绕组等元件，由于其尺寸远小于50Hz 交流电的波长，故可以按集中参数元件处理。
Under the normal condition of power systems, the components such as transmission lines, generatrix, cables, windings of transformers, etc can be considered as lumped-parameter elements because their sizes are far less than the wavelength of AC mode(50 Hz).
本章内容
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高电压技术吴广宁
对于图 1-11所示的击穿电压(峰值)实验曲线，可用 以下经验公式表示：
Ub 24.22d 6.08 d kV
(1-34)
式中 d－间隙距离，cm；
－空气相对密度
从图 1-11 中可以得出，当d 在1～10cm范围内时，击
穿强度 E（b 用电压峰值表示）约等于30kV/cm。
2、稍不均匀电场中的击穿
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1.2.1 持续作用电压下的击穿
1、均匀电场中的击穿
实际中，大均匀 电场间隙要求电极尺 寸做得很大。因此， 对于均匀场间隙，通 常只有间隙长度不大 时的击穿数据，如图 1-11所示。
图1-11 均匀电场中空气间隙的击穿电压峰值 Ub 随间隙距离d的变化
均匀电场的击穿特性：
➢电极布置对称，无击穿的极性效应； ➢间隙中各处电场强度相等，击穿所需时间极短； ➢直流击穿电压、工频击穿电压峰值以及50％冲击 击穿电压相同； ➢击穿电压的分散性很小。
1.2 气体介质的电气强度
实际工程应用中，击穿电压的确定 方式如下：
➢参照一些典型电极的击穿电压来 选择绝缘距离；
➢根据实际电极布置情况，通过实 验来确定。
空气间隙放电电压的影响因素如下：
➢电场情况 ➢电压形式 ➢大气条件
本节内容
1.2.1 持续作用电压下的击穿 1.2.2 雷电冲击电压下的击穿 1.2.3 操作冲击电压下空气的绝缘特性 1.2.4 大气条件对气体击穿的影响 1.2.5 提高气体击穿电压的措施
雷电过电压是一种持续时间极短的脉冲电压，在 这种电压作用下绝缘的击穿具有与稳态电压下击穿 不同的特点。
1、雷电冲击电压的标准波形
雷电能对地面设备造成危害的主要是云地闪。 按雷电发展的方向可分为： ➢下行雷
高电压技术 课件 教学PPT 作者 吴广宁 第5章习题 (全套课件 齐)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------高电压技术课件教学PPT 作者吴广宁第5章习题（全套课件齐）第 5 章电气绝缘高电压试验 5-1 简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。
5-2 直流耐压试验电压值的选择方法是什么？ 5-3 高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种？ 5-4 简述高压试验变压器调压时的基本要求。
5-5 35kV 电力变压器，在大气条件为时做工频耐压试验，应选用球隙的球极直径为多大？球隙距离为多少？ 5-6 工频高压试验需要注意的问题？ 5-7 简述冲击电流发生器的基本原理。
5-8 冲击电压发生器的起动方式有哪几种？ 5-9 最常用的测量冲击电压的方法有哪几种？ 5-1 简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。
答：（1）直流下没有电容电流，要求电源容量很小，加上可么用串级的方法产生高压直流，所以试验设备可以做得比较轻巧，适合于现场预防性试验的要求。
特别对容量较大的试品，如果做交流耐压试验，需要较大容量的试验设备，在一般情况下不容易办到。
而做直流耐压试验时，只需供给绝缘泄漏电流（最高只达毫安级），试验设备可以做得体积小而且比较轻便，适合现场预防性试1 / 5验的要求。
（2）在试验时可以同时测量泄漏电流，由所得的电压一电流曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮，提供有关绝缘状态的补充信息。
（3）直流耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。
其原因是直流下没有电容电流流经线棒绝缘，因而没有电容电流在半导体防晕层上造成的电压降，故端部绝缘上分到的电压较高，有利于发现该处绝缘缺陷。
（4）在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质，在某种程度上带有非破坏性试验的性质。
高电压技术吴广宁电子教案
高电压技术吴广宁电子教案《高电压技术（第二版）吴广宁电子教案》是一本介绍高电压技术的教材，主要涵盖了高电压技术的理论和实践内容。
以下是对该教材的一个详细介绍：该教材分为六个章节，包括高电压技术的基本概念、高电压绝缘技术、高电压测量与控制技术、高电压设备与装置、高电压研究与应用以及高电压技术的安全与环保。
每一章节都有详细的教学目标和教学内容，帮助学生全面了解和掌握高电压技术的知识。
在第一章节中，教材介绍了高电压技术的基本概念，包括高电压的定义、高电压系统的分类和高电压技术的应用领域等。
通过学习这些基本概念，学生可以对高电压技术有一个整体的认识。
在第二章节中，教材介绍了高电压绝缘技术，包括绝缘材料的性质、电场分析和绝缘结构的设计等内容。
这些内容对于高电压设备的绝缘设计和绝缘性能的评估具有重要意义。
在第三章节中，教材介绍了高电压测量与控制技术，包括高电压测量的原理和方法、高电压的控制技术以及高电压试验技术等。
这些内容对于高电压设备的运行和维护具有重要作用。
在第四章节中，教材介绍了高电压设备与装置，包括电力变压器、断路器、避雷装置和绝缘子等高电压设备的结构、原理和应用。
通过学习这些内容，学生可以了解和熟悉各种高电压设备的特点和工作原理。
在第五章节中，教材介绍了高电压研究与应用，包括高电压领域的前沿研究和高电压技术的应用案例等。
学生通过学习这些内容，可以了解到高电压技术的最新进展和应用前景。
在最后一个章节中，教材介绍了高电压技术的安全与环保问题，包括高电压设备的安全操作和环保要求等内容。
这些内容对于学生在实践中正确使用高电压设备和保护环境具有重要意义。
总之，该教材全面系统地介绍了高电压技术的知识和应用，可以作为高校电气工程及相关专业的教材，也可供工程技术人员学习和参考。
通过学习这本教材，学生可以全面了解高电压技术的基本理论、应用领域和实践方法，为今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。
高电压技术
进入工业实用阶段。
代表工程：1954年瑞典—戈特兰岛第一条工业输电线路
3. 1972年到现在——推广普及阶段 晶闸管阀等晶体管在世界范围内的直流输电工程中得到
广泛应用。开始大力建设超高压直流输电工程。
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绝缘材料-Insulating material 绝缘结构- Insulation structure
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3.2.2 高电压试验问题
由于介质放电等相关理论还不是很完善，而且高电压 技术是一门工程性很强的学科，所以电气绝缘试验必不可 少。绝缘试验一般分为离线与在线两种。
离线试验包括预防性试验与各种高电压试验。预防性 试验主要是对各种电气设备绝缘进行定期检查，从而及早 发现缺陷，及时更换修复。高电压试验是通过实验室内产 生的高电压来模拟各种冲击电压与交、直流电压，从而考 察电气设备绝缘的耐压能力。
±600kV及以下 ±600kV以上
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2.3 交流输电的发展阶段：
➢ 1890 英 国 最 早 建 成 从 Deptford 到 伦 敦 长 达 45km 的 10kV输电线路。
➢ 1891 德国建成一条170km的15kV三相输电线路 ➢ 国际上于20世纪60年代就开始了对特高压输电的研究。 ➢ 在1985年前苏联首先建成了一条长达1228km的交流
高电压技术
High voltage technology
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绪论
Exordium
一.教材及主要参考书 二.高电压技术的发展 三.高电压下典型现象与研究简述 四.高电压技术发展前景
高电压技术(第二版)
1、某变电站母线上有三条出线，其波阻抗均为 Z＝400Ω，若有一幅值为 u’0 ＝
600kV
的无限长波形，其中一条出线传来，另有一幅值为
u
'' 0
＝—300kV
的无限长
波形沿另一出线传来，如图所示，试求：（1）当
u’0 先于
u
'' 0
折射到母线上，三条
出线的电压和电流；（2）当
u’0 及
u
'' 0
同时折射到母线上，三条出线的电压和电流。
（2）根据耦合系数的定义，上导线对中导线的耦合系数为
K＝ Z12 ＝ 110.75 ＝0.238 Z11 465.81
8、110kV 单回路架空线，杆塔布置如图所示，图中尺寸单位为 m，导线直径 21.5mm，
2× du 2q
2 ×12
dt
max
5、A、B、C 三个物体的高分别为 17m、14m 和 11m，布置及尺寸如图所示，图中
尺寸单位为米。为保护 A、B、C 三个物体免遭直击雷的侵袭，试设计避雷针的保
护方案（即确定避雷针的安装位置、根数、求出其高度）
解：要使 ABC 内的物体受到保护，必须满足 bx ＝1.5（ h0 — h xA ）≥6
高电压技术第二版1自持放电是指不需要外界游离因素存在也能引起的放电汤逊理论的自持放电条件是s11汤逊理论认为均匀电场中的放电过程包括出现有效电子阶段出现电子崩阶段和正离子撞击阴极使阴极产生二次电子发射流注理论的自持放电条件是流注的形成
高电压技术(第二版) 1、自持放电是指不需要外界游离因素存在也能引起的放电 ，汤逊理论的自持放 电条件是 γ（eαS — 1）= 1，汤逊理论认为均匀电场中的放电过程包括出现有效电 子阶段、出现电子崩阶段和正离子撞击阴极，使阴极产生二次电子发射 ，流注 理论的自持放电条件是流注的形成 。 2、伏秒特性是指波形相同、幅值不同的冲击电压作用下，间隙上所加电压的最 大值与电压作用的关系曲线，其实用意义是决定保护设备与被保护设备的绝缘配 合。要使被保护设备得到可靠的保护，必须满足保护设备伏秒特性曲线的上包线 必须始终低于被保护设备伏秒特性曲线的下包线 避雷器的伏秒特性越平，分散 性越小，其保护特性能越好。雷击冲击饭店的标准波形可以用±1.2/50μs 来表 示，其放电电压可以用 U50 % 来衡量。
高电压技术(第二版)吴广宁电子教案
高电压技术(第二版)吴广XX电子教案周次：时间：课题：气体放电的基本物理过程（一）课时：2课时教学目标：1、了解带电质点的产生与消逝2、掌握电子崩的形成与汤逊理论重点、难点：电子崩的形成与汤逊理论教具：教材粉笔￥教学方法：讲授法时间分配：回忆10分钟授课65分钟小结10分钟作业布置5分钟教学过程：气体放电的基本物理过程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问题，击穿后自愈能力强，且其成本廉价，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。
1.1.1 带电质点的产生气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。
}由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体；在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能1、气体中电子与正离子的产生电离是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。
电离可一次完成，也可以是先激励再电离的分级电离方式。
（1）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。
（2）光电离当满足以下条件时，产生光电离。
—（3）碰撞电离高速运动的质点与中性的原子或分子碰撞时，如原子或分子获得的能量等于或大于其电离能，则会发生电离。
（4）分级电离电子在外界因素的作用下可跃迁到能级较高的外层轨道，称之为激励，其所需能量称为激励能。
原子或分子在激励态再获得能量而发生电离称为分级电离。
2、电极表面的电子逸出（1）正离子撞击阴极！（2）光电子发射（3）强场发射（4）热电子发射3、气体中负离子的形成电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越易形成负离子。
1.1.2 带电质点的消逝1.带电质点受电场力的作用流入电极；2.带电质点的扩散；。
高电压技术_吴广宁绪论
辽沈大停电
辽沈地区2001年2月22日遭遇 最严重大面积停电事故，沈阳市 区停电面积已经超过70%。辽沈 停电事故是从高压输电线路污闪 开始的。辽沈为我国重工业区， 含盐的空气污染物附着在绝缘瓷 瓶上，大雾湿气使瓷瓶绝缘能力 降低，电弧沿着瓷瓶表面爬升， 出现闪烙放电现象。辽沈停电事 故中，几乎所有的高压输电线路 都出现污闪，停电事故最厉害的 就是工业集中、污染严重的铁西 区，该区全部停止了电力供应， 损失巨大。
纽约大停电
美国纽约2002年3月位于 曼哈顿东区的爱迪生联合 电厂突然失火，并引燃了 用于发电的燃油。这起事 故造成纽约第14大街以南 的6.3万户居民住宅停电， 附近的格林尼治和索霍等 地区也受到影响。居住在 世贸中心遗址附近的居民 又一次感受到了9· 11时的 恐怖气氛。驾车者在昏暗 的高速公路上小心翼翼地 行驶，高大建筑内的人们 在漆黑的楼道里摸索着前 行，耳边不时传来阵阵警 笛声。
过电压的能力
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
本课程的内容
课堂
习题 实验
三 教材及主要参考书
教材：吴广宁，高电压技术，机械工业出版社，2007 参考书目： 赵智大，高电压技术，中国电力出版社，1999 小崎正光，高电压与绝缘技术，科学出版社，2001 邱毓昌等，高电压工程，西安交大出版社，1995 肖如泉，高电压试验工程，清华大学出版社，2001 文远芳，高电压技术，华中科技大学出版社，2001 张纬钹，何金良等，过电压防护与绝缘配合，2002
生态效应：研究强电场、强磁场下对生物 生活环境的影响。
高电压下特殊现象及其应用 高电压学科的特有现象可以举出很多，其中
一些已得到应用，并有很好的发展前景，已成为 国内外广泛开展研究的方向。
高电压课件(吴广宁)6
复习题l-l气体中带电质点的产生和消失有哪些主要方式？l-2什么叫自持放电？简述汤逊理论自持放电条件的物理意义。
1-3汤逊理论与流注理论的主要区别在哪里？它们各自的适用范围？1-4根据巴申定律，解释在工程上采用真空或高气压增强空气介电强度的原理。
1-5极不均匀电场中的放电有何特点？比较棒一板气隙极性不同时电晕起始电压和击穿电压的高低，简述其理由。
1-6试用经验公式估算极间距离d=2cm的均匀电场气隙，在标准大气条件下的平均击穿场强E b。
l-7请说明冲击电压下间隙的u50%、伏秒特性的物理意义l-8试解释沿面闪络电压明显低于纯空气间隙的击穿电压的原因。
1-9影响气体间隙击穿电压的因素有哪些？1-10在气压P=100.6kp a，温度t=33℃的条件下测得一气隙的击穿电压峰值为108kV，试近似求取该气隙在标准大气条件下的击穿电压值。
l-11某110kV电气设备的外绝缘应有的工频耐压水平(有效值)为260kV，如该设备将安装到海拔3000m的地方运行，间出厂时(工厂位于平原地区)的试验电压应增大到多少？l-12 提高气体间隙击穿电压的途径有几种?有哪些主要措施?l-l 3在均匀电场气隙中放置屏障能提高击穿电压吗？为什么？l-14当空气的湿度增大时，在极不均匀电场中纯空气间隙的放电电压提高，而绝缘子的沿面放电电压却降低，为什么？l-l5怎样提高固体介质的沿面闪络电压？1-16 解释下列术语：（1）气体中的自持放电（2）电负性气体（3）放电时延（4）50%冲击放电电压（5）爬电比距1-17 简述绝缘子污闪的发展机理和预防对策1-18 为什么SF6气体具有较高的电气强度？何为GIS设备？1-19输电线路电晕会带来哪些不利影响？1-20什么是绝缘子的干闪络电压？什么是绝缘子的湿闪络电压？1-21什么条件下绝缘子发生污秽闪络？绝缘子污闪对电力系统造成哪些不利影响？2-1说明电介质电导与金属电导的本质区别？2-2为什么测量高压电气设备绝缘电阻时．需同时记录温度？2-3何为电介质的吸收现象？在什么条件下出现吸收现象，有什么实际意义？2-4某些电容量较大的设备如电容器、长电缆等，加直流高压后其接地放电时间要求长达5～10min，这是为什么?2-5什么是电介质损耗？为什么可以用介质损耗因数tanδ来判断电介质的品质，试说明其与电源频率、温度和电压的关系。
高电压技术(第二版)吴广宁电子教案
高电压技术(第二版) 电子教案课题：1.1 气体放电的基本物理过程（一）课时：2课时教学目标：1、了解带电质点的产生与消失2、掌握电子崩的形成与汤逊理论重点、难点：电子崩的形成与汤逊理论教具：教材粉笔教学方法：讲授法时间分配：回顾 10分钟授课 65分钟小结 10分钟作业布置 5分钟教学过程：1.1 气体放电的基本物理过程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问题，击穿后自愈能力强，且其成本廉价，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。
1.1.1 带电质点的产生气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。
由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体；在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能1、气体中电子与正离子的产生电离是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。
电离可一次完成，也可以是先激励再电离的分级电离方式。
（1）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。
（2）光电离当满足以下条件时，产生光电离。
（3）碰撞电离高速运动的质点与中性的原子或分子碰撞时，如原子或分子获得的能量等于或大于其电离能，则会发生电离。
（4）分级电离电子在外界因素的作用下可跃迁到能级较高的外层轨道，称之为激励，其所需能量称为激励能。
原子或分子在激励态再获得能量而发生电离称为分级电离。
2、电极表面的电子逸出（1）正离子撞击阴极（2）光电子发射（3）强场发射（4）热电子发射3、气体中负离子的形成电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越易形成负离子。
1.1.2 带电质点的消失1.带电质点受电场力的作用流入电极 ；2.带电质点的扩散；3.带电质点的复合。
《高电压技术》课程教学大纲
《高电压技术》课程教学大纲High Voltage Technology课程负责人：执笔人: 编写日期：一、课程基本信息1．课程编号：L081252．学分：2学分3．学时：32（理论32）4．适用专业：电气工程及其自动化、自动化专业等二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程属电气工程及其自动化等相关专业选修的专业选修课程。
本课程的教学任务是培养电气工程及其自动化专业的学生具有电气设备绝缘及其试验和电力系统过电压的基本概念和主要知识，从而对电力系统更加全面地认识。
本课程的教学目标是使学生具有从事绝缘、过电压试验、测量等领域的设计、安装、运行、试验、研究工作的初步基础。
三、课程教学内容与基本要求（一）课程简介、绪论（1课时）主要内容：本课程的性质、任务与教学目标；本课程教学内容；本课程教学方法；本课程教学进程；本课程教学组织；本课程考核形式与基本要求；本课程使用教材、参考书与提供的其他相关课程资源。
1. 基本要求（1）了解高电压技术发展简史。
（2）掌握高电压技术的研究对象及主要内容。
（3）了解高电压技术的现代应用及本课程的主要内容。
2. 课外学习要求查阅相关书籍。
（二）电介质的电气强度（14课时）主要内容：气体、液体、固体的绝缘特性与介质的电气强度。
1. 基本要求（1）掌握气体的放电物理过程，电气强度沿面放电。
（2）掌握液体电介质的极化与损耗，电导及击穿。
（3）掌握固体电介质的极化与损耗，电导及击穿。
2. 学时分配课堂教学14学时，其中，气体放电的基本物理过程（8学时）；液体放电的基本物理过程（4学时）；固体放电的基本物理过程（2学时）。
（三）电气绝缘与高电压试验（7学时)主要内容：不同类型的高电压试验。
1. 基本要求（1）掌握绝缘的预防性试验。
（2）掌握电气绝缘高电压试验。
（3）掌握电气绝缘在线检测。
2. 学时分配课堂教学7学时，其中，绝缘的预防性试验（2学时）；电气绝缘高电压试验（3学时）；电气绝缘在线检测（2学时）。
《高电压技术》课程学习指导资料
《高电压技术》课程学习指导资料本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行采用教材《高电压技术》（吴广宁编著，机械工业出版社），并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写适。
第一部分课程学习目的及总体要求一、课程的学习目的通过本课程的学习，使学生理解电气设备绝缘结构的基本特性和高电压试验的基本方法，掌握电力系统中雷电过电压和主要内部过电压的产生机理、影响因素及防护措施等基本知识，正确理解电力系统绝缘配合的基本概念、理论依据和处理原则。
二、课程的总体要求（1）气体间隙击穿及沿面放电的物理过程（2）固体及液体电介质电导、极化、介质损耗、击穿等。
（3）绝缘预防性试验及高电压试验的原理、试验方法（4）电力系统产生过电压的机理及各种过电压保护装置的原理及应用，以及对电力系统过电压进行防护的基本方法。
（5）绝缘配合的原则及方法第二部分课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一章气体的绝缘特性与介质的电气强度1、本章学习要求（1）应熟悉的内容气体在高电压（强电场）作用下由电介质演变成导体的物理过程、汤逊理论、巴申定律和流注理论。
（2）应掌握的内容影响气体放电的因素及提高放电电压的方法。
2、本章重点难点分析（1）重点不均匀电场中气体放电的特性；冲击电压作用下气体间隙的击穿；电压波形对极不均匀电场放电电压的影响；沿面放电的基本原理及影响因素（2）难点电子崩、汤逊理论、流注理论、不均匀电场放电时的极性效应。
3、习题讲解1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么？答: 碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。
这是因为电子体积小，其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)比离子大得多，所以在电场中获得的动能比离子大得多。
其次．由于电子的质量远小于原子或分子，因此当电子的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的中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减小，影响其动能的积累。
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周次：时间：课题：气体放电的基本物理过程（一）课时：2课时教学目标：1、了解带电质点的产生与消失2、掌握电子崩的形成与汤逊理论重点、难点：电子崩的形成与汤逊理论教具：教材粉笔￥教学方法：讲授法时间分配：回顾10分钟授课65分钟小结10分钟作业布置5分钟教学过程：气体放电的基本物理过程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问题，击穿后自愈能力强，且其成本廉价，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。
1.1.1 带电质点的产生气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。
}由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体；在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能1、气体中电子与正离子的产生电离是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。
电离可一次完成，也可以是先激励再电离的分级电离方式。
（1）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。
（2）光电离 当满足以下条件时，产生光电离。
—（3）碰撞电离高速运动的质点与中性的原子或分子碰撞时，如原子或分子获得的能量等于或大于其电离能，则会发生电离。
（4）分级电离电子在外界因素的作用下可跃迁到能级较高的外层轨道，称之为激励，其所需能量称为激励能。
原子或分子在激励态再获得能量而发生电离称为分级电离。
2、电极表面的电子逸出（1）正离子撞击阴极！（2）光电子发射（3）强场发射（4）热电子发射3、气体中负离子的形成电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越易形成负离子。
1.1.2 带电质点的消失1.带电质点受电场力的作用流入电极 ；2.带电质点的扩散；。
3.带电质点的复合。
1.1.3 电子崩与汤逊理论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（2）电子崩的形成外界电离因子在阴极附近产生了一个初始电子，如果空间电eEx mv 221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。
2、汤逊理论前述已知，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。
（1）γ过程与自持放电条件%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。
此外正负离子复合时，以及分子由激励态跃迁回正常态时，所产生的光子到达阴极表面都将引起阴极表面电离，统称为γ过程。
（2）汤逊放电理论的适用范围作业布置：审批：小结：1、带电质点的产生与消失2、电子崩的形成与汤逊理论后记：】'周次：时间：课题： 气体放电的基本物理过程（二）课时：2课时（教学目标：1、掌握巴申定律与适用范围2、掌握气体放电的流注理论3、掌握不均匀电场中的气体放电重点、难点：流注理论教具：教材 粉笔教学方法：讲授法时间分配：回顾 10分钟 授课 65分钟 小结 10分钟 作业布置 5分钟教学过程： 气体放电的基本物理过程；1.1.4 巴申定律与适用范围1、巴申定律早在汤逊理论出现之前，巴申(Paschen)就于1889年从大量的实验中总结出了击穿电压 与 的关系曲线，称为巴申定律，即1.1.5 气体放电的流注理论1.空间电荷对原有电场的影响电子崩头部聚集大部分正离子和全部电子，产生了电场畸变；在电场很小的区域，电子和离子浓度最大，有利于完成复合；强烈的复合辐射出许多光子，成为引发新的空间光电离辐射源。
—2. 空间光电离的作用这些电离强度和发展速度远大于初始电子崩的b u pd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。
1.1.6 不均匀电场中的气体放电电气设备中很少有均匀电场的情况。
但对不均匀电场还要区分两种不同的情况，即稍不均匀电场和极不均匀电场。
全封闭组合电器(GIS)的母线筒和高压实验室中测量电压用的球间隙是典型的稍不均匀电场；高压输电线之间的空气绝缘和实验室中高压发生器的输出端对墙的空气绝缘则属于极不均匀电场。
1. 稍不均匀电场和极不均匀电场的特点与划分述各种结构的电场不均匀程度，可引入一个电场不均匀系数 f ，表示为：~为了描f<2 时为稍不均匀电场，f>4 属不均匀电场。
2. 极不均匀电场的电晕放电（1）电晕放电在极不均匀场中，当电压升高到一定程度后，在空气间隙完全击穿之前，大曲率电极(高场强电极)附近会有薄薄的发光层，这种放电现象称为电晕。
（2）电晕放电的起始场强电晕放电的起始场强一般由实验总结出的经验公式来计算，电晕的产生主要取决于电极表面的场强，所以研究电晕起始场强和各种因素间的关系更直接。
（3）电晕放电的危害、对策及其利用电晕放电引起的光、声、热等效应使空气发生化学反应，都会消耗一定的能量。
电晕损耗是超高压输电线路设计时必须考虑的因素。
（电晕放电中，由于电子崩和流注不断消失和重新出现所造成的放电脉冲会产生高频电磁波，从而对无线电和电视广播产生干扰。
电晕放电还会产生可闻噪声，并有可能超出环境保护所容许的标准。
降低电晕的方法：①在选择导线的结构和尺寸时，应使好天气时电晕损耗接近于零，对无线电和电视的干扰应限制到容许水平以下。
②对于超高压和特高压线路的分裂线来说，找到最佳的分裂距，使导线表面最大电场强度值最小。
（4）极不均匀电场中放电的极性效应在电晕放电时，空间电荷对放电的影响已得到关注。
由于高场强电极极性的不同，空间电荷的极性也不同，对放电发展的影响也就不同，这就造成了不同极性的高场强电极的电晕起始电压的不同，以及间隙击穿电压的不同，称为极性效应.—棒－板间隙这种典型的极不均匀场（5）长间隙击穿过程长间隙的放电大致可分为先导放电和主放电两个阶段，在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成及发展过程。
不太长间隙的放电没有先导放电阶段、只分为电子崩、流注和主放电阶段。
3. 稍不均匀电场中的极性效应稍不均匀电场意味着电场还比较均匀，高场强区电子电离系数@达足够数值时，间隙中很大一部分区域中的@也达到相当值，起始电子崩在强场区发展起来，经过一部分间隙距离后形成流注。
流注一经产生，随即发展至贯通整个间隙，导致完全击穿。
作业布置：审批：-小结：1、巴申定律与适用范围2、气体放电的流注理论3、不均匀电场中的气体放电后记：《周次：时间：课题：气体介质的电气强度(一)课时：2课时：教学目标：1、掌握持续作用电压下的击穿现象2、掌握雷电冲击电压下的击穿现象重点、难点：击穿机理教具：教材粉笔教学方法：讲授法时间分配：回顾10分钟授课65分钟小结10分钟作业布置5分钟教学过程：气体介质的电气强度1.2.1 持续作用电压下的击穿/1、均匀电场中的击穿实际中，大均匀电场间隙要求电极尺寸做得很大。
因此，对于均匀场间隙，通常只有间隙长度不大时的击穿数据，如图所示。
均匀电场的击穿特性：电极布置对称，无击穿的极性效应；间隙中各处电场强度相等，击穿所需时间极短直流击穿电压、工频击穿电压峰值以及50％冲击击穿电压相同；击穿电压的分散性很小。
2、稍不均匀电场中的击穿\稍不均匀电场的击穿特点：击穿前无电晕；无明显的极性效应；直流击穿电压、工频击穿电压峰值及50％冲击击穿电压几乎一致。
3、极不均匀电场中的击穿电场不均匀程度对击穿电压的影响减弱；极间距离对击穿电压的影响增大；在直流电压中，直流击穿电压的极性效应非常明显；"工频电压下，击穿都发生在正半周峰值附近。
1.2.2 雷电冲击电压下的击穿大气中雷电产生的过电压对高压电气设备绝缘会产生重大威胁。
因此在电力系统中，一方面应采取措施限制大气过电压，另一方面应保证高压电气设备能耐受一定水平的雷电过电压。
1、雷电冲击电压的标准波形雷电能对地面设备造成危害的主要是云地闪。
按雷电发展的方向可分为下行雷在雷云中产生并向大地发展；上行雷由接地物体顶部激发，并向雷云方向发展。
-下行负极性雷通常可分为3个主要阶段：先导过程主放电过程余光放电过程先导过程：延续约几毫秒，以远级发展、高电导、高温的、具有极高电位的先导通道将雷云到大地之间的气隙击穿。
沿先导通道分布着电荷，其数量达几库仑。
主放电过程：当下行先导和大地短接时，发生先导通道放电的过渡过程。
在主放电过程中，通道产生突发的亮光，发出巨大的声响，沿着雷电通道流过幅值很大、延续时间为近百微秒的冲击电流。
余光放电：主放电完成后，云中的剩余电荷沿着雷电通道继续流向大地，这时在展开照片上看到的是一片模糊发光的部分，相应的电流是逐渐衰减的，约为10000—10 A，延续时间约为几毫秒。
2、放电延时 完成气隙击穿的三个必备条件：最低静态击穿电压；在气隙中存在能引起电子崩并导致流注和主放电的有效电子；需要有一定的时间，让放电得以逐步发展并完成击穿。
3. 50％击穿电压在工程实际中广泛采用击穿百分比为50％时的电压（U50%）来表征气隙的冲击击穿特性。
实际中，施加10次电压中有4-6次击穿了，这一电压即可认为是50％冲击击穿电压。
4. 伏-秒特性冲击击穿特性最好用电压和时间两个参量来表示，这种在“电压－时间”坐标平面上形成的曲线，通常称为伏秒特性曲线，它表示该气隙的冲击击穿电压与放电时间的关系。
如图所示：、作业布置：审批：小结：1、持续作用电压下的击穿现象2、雷电冲击电压下的击穿现象后记：图1-16 标准雷电冲击电压波形Figure 1-16 The standard lightening impulse waveform` －波前时间wave-front time －半峰值时间half-peak time 1T 2T maxU)周次：时间：课题：气体介质的电气强度（二）课时：2课时教学目标：1、了解气体操作冲击电压下空气的绝缘特性2、掌握大气条件对气体击穿的影响3、掌握提高气体击穿电压的措施重点、难点：[教具：教材粉笔教学方法：讲授法时间分配：回顾10分钟授课65分钟小结10分钟作业布置5分钟教学过程：气体介质的电气强度1.2.3 操作冲击电压下空气的绝缘特性电力系统在操作或发生事故时，因状态发生突然变化引起电感和电容回路的振荡产生过电压，称为操作过电压。