最新22均匀电场中其他的击穿过程简
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（2）当U=Ub时，崩走完全程时，空间电荷恰好达 到能引起空间光游离所需的值。可形成流注。
流注：正负离子构成的等离子体。
此时流注由正极（阳极）向负极（阴极）发展， 所以称为正流注。
（3）当外加电压U>>Ub时，可发展起负流注。
初崩发展到阳极，正离
二次崩电子与正空间电
子作为空间电荷畸变原
荷汇合成流注流通注道头，部其电离迅速发展，
(d) 电子崩头部电场急剧增大，正 离子与电子接触部分的电场被减弱， 电子崩尾部电场略微加强。电场加 强的地方容易发生激发现象，反激 发时释放大量光子；减弱的部分易 发生复合，释放光子，引发新的空 间光游离辐射源。
1、电子崩空间电荷对电场的 畸变作用
➢ 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；
图1-7均匀电场中空气的巴申曲线
即对应于某一 d ，空气间隙的击穿电压最低。即 Ub具有极小值。
由巴申曲线可知，当极间距离d不变时，提高气压 或降低气压到真空，都可以提高气隙的击穿电压， 这一概念具有十分重要的实用意义。
SF6断路器 真空断路器
图1-7均匀电场中空气的巴申曲线
4、汤逊理论的不足
3、自持放电的条件 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，可见出现流注的 条件也就是自持放电的条件。即：
主崩中的空间电荷数须达到一定的数值。
小结
汤逊理论：电子碰撞电离是气体放电时电流倍增的 主要过程，而阴极表面的电子发射是维持放电的必 要条件。
➢ 须依赖外界游离因素才能维持的放电为非自持放电。外界 游离因素消失，放电会停止。
若气隙上电场足够大，初始电子崩中的正离子在阴极上产 生出来的新电子可以弥补原来发展电子崩的电子，即使没 有外界游离因素的作用，放电也不会停止，这就变成了自 持放电。电子崩可仅由外电场的作用而自行维持和发展。
自持放电的条件：只要至少撞击出一个自由电子， 放电便可转入自持。
电场，加强正离子与阴光电离产生端二部次有电二次崩放留射下出的大正量光子，引起
极间电场，放射出大量子，在加强电的荷局，部加强局空部间电光场电产离，流注前方
2、光流子注； 的形电成场下和形发成生二展新次电崩子；崩使出其现发新流展的注；二通次道崩；，延长
+
-
起始电子发生碰撞电 离形成初始电子崩；
流注通道贯通， 气隙击穿。
汤逊理论 d较小时在实验的基础上建立的，当 d 较大时 （ d >0.26cm）此理论不适用了，一些实验现象无法解 释：
低气压：辉光放电 放电外形 大气压：看见放电通道：细、明亮、分支
放电时间 大气压下放电时间比汤逊计算的更短
阴极材料
汤逊：靠电子碰撞金属表面来自持放电，金属不同逸 出功不同，电场能量不同，放电电压与材料有关。 大气压：击穿电压与阴极材料无关。
➢阴极材料 大气条件下的气体放电不依赖阴极表面电离，而是靠空间 光电离产生电子维持，因此与阴极材料无关。
程，当初始电子崩中离子数达108Hale Waihona Puke Baidu上时，引
起空间光电离质变，电子崩汇合成流注； ③ 流注一旦形成，放电转入自持。
➢放电时间 二次崩的起始电子是光子形成的，而光子以光速传播，所 以流注发展非常快。
➢放电外形 多个二次崩同时发展，到流注阶段，若某个流注发展较快， 会抑制其它流注，最后只有一个流注通道。
22均匀电场中其他的击穿过程简
第二节 均匀电场中气体的击穿过程
电子崩的形成过程 汤逊理论 流注理论
所谓均匀电场，就是在电场中，电场强度处处相等，如两 个平行平板电极的电场（当然还要考虑边缘效应），如图 所示。
平行平板电极的电场
2、表面游离过程及自持放电
➢ 电子崩进入阳极中和，正离子撞击阴极表面出来的电子与 正离子中和，表面未游离出新电子来发展电子崩，如果此 时去掉外界游离因素，放电停止。
ed11
起始电压U0 （非自持→自持）
均匀场：击穿电压Ub
不均匀场：电晕起始电压，气隙仍绝 缘，Ub>U0
如果自持放电条件满足时，会形成下图的闭环部分：
3、巴申定律 当气体和电极材料一定时，气隙的击穿电压是气 体的相对密度和气隙距离 d 乘积的函数，即：
Ubfd
上式所示规律在汤逊理论提出之前就由物理学家 巴申从实验中得出，称为巴申定律。
二、d 较大时的气体放电过程
*****气体放电的流注理论*****
➢ 流注的形成过程 ➢ 流注的条件 （自持放电的条件/间隙击穿的条件）
空间电荷对电场的畸变
(a)电子崩形状似圆形锥体。
(b)空间电荷浓度分布极不均匀，电 子崩头部聚集大部分正离子和全部 自由电子；电子崩内部的电场削弱 了；
(c)空间电荷形成的电场。正离子与 自由电子接触地方电场急剧降低。
➢ 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。
光子的数量和能量取决于电场畸变的程度。当空间电荷数 量达到一定数值时，放射出的光子数量和能量足以引起空 间光游离。
（1）当外加电压U<Ub时，空间电荷数量不足以使 电场发生严重畸变，放出的光子不能引起光游离， 放电不能达到自持。
巴申定律：Ubfd提高气压或降低气压到高度
真空，都能提高气隙的击穿电压。
非自持放电 自持放电 把去掉外界因素作用后，放电立即停止的放电形 式称为非自持放电；把仅由电场作用就能维持的 放电称为自持放电。
流注理论 ① 以汤逊理论的碰撞电离为基础，强调空间电荷
对电场的畸变作用，着重于用气体空间光电离 来解释气体放电通道的发展过程； ② 放电从起始到击穿并非碰撞电离连续量变的过
流注：正负离子构成的等离子体。
此时流注由正极（阳极）向负极（阴极）发展， 所以称为正流注。
（3）当外加电压U>>Ub时，可发展起负流注。
初崩发展到阳极，正离
二次崩电子与正空间电
子作为空间电荷畸变原
荷汇合成流注流通注道头，部其电离迅速发展，
(d) 电子崩头部电场急剧增大，正 离子与电子接触部分的电场被减弱， 电子崩尾部电场略微加强。电场加 强的地方容易发生激发现象，反激 发时释放大量光子；减弱的部分易 发生复合，释放光子，引发新的空 间光游离辐射源。
1、电子崩空间电荷对电场的 畸变作用
➢ 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；
图1-7均匀电场中空气的巴申曲线
即对应于某一 d ，空气间隙的击穿电压最低。即 Ub具有极小值。
由巴申曲线可知，当极间距离d不变时，提高气压 或降低气压到真空，都可以提高气隙的击穿电压， 这一概念具有十分重要的实用意义。
SF6断路器 真空断路器
图1-7均匀电场中空气的巴申曲线
4、汤逊理论的不足
3、自持放电的条件 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，可见出现流注的 条件也就是自持放电的条件。即：
主崩中的空间电荷数须达到一定的数值。
小结
汤逊理论：电子碰撞电离是气体放电时电流倍增的 主要过程，而阴极表面的电子发射是维持放电的必 要条件。
➢ 须依赖外界游离因素才能维持的放电为非自持放电。外界 游离因素消失，放电会停止。
若气隙上电场足够大，初始电子崩中的正离子在阴极上产 生出来的新电子可以弥补原来发展电子崩的电子，即使没 有外界游离因素的作用，放电也不会停止，这就变成了自 持放电。电子崩可仅由外电场的作用而自行维持和发展。
自持放电的条件：只要至少撞击出一个自由电子， 放电便可转入自持。
电场，加强正离子与阴光电离产生端二部次有电二次崩放留射下出的大正量光子，引起
极间电场，放射出大量子，在加强电的荷局，部加强局空部间电光场电产离，流注前方
2、光流子注； 的形电成场下和形发成生二展新次电崩子；崩使出其现发新流展的注；二通次道崩；，延长
+
-
起始电子发生碰撞电 离形成初始电子崩；
流注通道贯通， 气隙击穿。
汤逊理论 d较小时在实验的基础上建立的，当 d 较大时 （ d >0.26cm）此理论不适用了，一些实验现象无法解 释：
低气压：辉光放电 放电外形 大气压：看见放电通道：细、明亮、分支
放电时间 大气压下放电时间比汤逊计算的更短
阴极材料
汤逊：靠电子碰撞金属表面来自持放电，金属不同逸 出功不同，电场能量不同，放电电压与材料有关。 大气压：击穿电压与阴极材料无关。
➢阴极材料 大气条件下的气体放电不依赖阴极表面电离，而是靠空间 光电离产生电子维持，因此与阴极材料无关。
程，当初始电子崩中离子数达108Hale Waihona Puke Baidu上时，引
起空间光电离质变，电子崩汇合成流注； ③ 流注一旦形成，放电转入自持。
➢放电时间 二次崩的起始电子是光子形成的，而光子以光速传播，所 以流注发展非常快。
➢放电外形 多个二次崩同时发展，到流注阶段，若某个流注发展较快， 会抑制其它流注，最后只有一个流注通道。
22均匀电场中其他的击穿过程简
第二节 均匀电场中气体的击穿过程
电子崩的形成过程 汤逊理论 流注理论
所谓均匀电场，就是在电场中，电场强度处处相等，如两 个平行平板电极的电场（当然还要考虑边缘效应），如图 所示。
平行平板电极的电场
2、表面游离过程及自持放电
➢ 电子崩进入阳极中和，正离子撞击阴极表面出来的电子与 正离子中和，表面未游离出新电子来发展电子崩，如果此 时去掉外界游离因素，放电停止。
ed11
起始电压U0 （非自持→自持）
均匀场：击穿电压Ub
不均匀场：电晕起始电压，气隙仍绝 缘，Ub>U0
如果自持放电条件满足时，会形成下图的闭环部分：
3、巴申定律 当气体和电极材料一定时，气隙的击穿电压是气 体的相对密度和气隙距离 d 乘积的函数，即：
Ubfd
上式所示规律在汤逊理论提出之前就由物理学家 巴申从实验中得出，称为巴申定律。
二、d 较大时的气体放电过程
*****气体放电的流注理论*****
➢ 流注的形成过程 ➢ 流注的条件 （自持放电的条件/间隙击穿的条件）
空间电荷对电场的畸变
(a)电子崩形状似圆形锥体。
(b)空间电荷浓度分布极不均匀，电 子崩头部聚集大部分正离子和全部 自由电子；电子崩内部的电场削弱 了；
(c)空间电荷形成的电场。正离子与 自由电子接触地方电场急剧降低。
➢ 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。
光子的数量和能量取决于电场畸变的程度。当空间电荷数 量达到一定数值时，放射出的光子数量和能量足以引起空 间光游离。
（1）当外加电压U<Ub时，空间电荷数量不足以使 电场发生严重畸变，放出的光子不能引起光游离， 放电不能达到自持。
巴申定律：Ubfd提高气压或降低气压到高度
真空，都能提高气隙的击穿电压。
非自持放电 自持放电 把去掉外界因素作用后，放电立即停止的放电形 式称为非自持放电；把仅由电场作用就能维持的 放电称为自持放电。
流注理论 ① 以汤逊理论的碰撞电离为基础，强调空间电荷
对电场的畸变作用，着重于用气体空间光电离 来解释气体放电通道的发展过程； ② 放电从起始到击穿并非碰撞电离连续量变的过