高电压技术课程设计

高电压技术课程设计题目:高电压绝缘技术指导老师：

目录

一、气体电介质的放电特性 (4)

1.1.空气在强电场下放电特性 (4)

1.2.带电质点的产生与消失 (4)

二.气体放电的两个理论 (5)

2.1.汤逊放电理论. (5)

2.2.流注理论 (6)

三.不均匀电场中气隙的放电特性 (6)

3.1.电晕放电 (6)

3.2.极性效应 (6)

四.雷电冲击电压下气隙的击穿特性 (7)

4.1.标准波形 (7)

4.2.放电时延 (7)

4.3. 放电电压 (8)

4.4. 伏秒特性 (8)

五. 大气条件对气体间隙击穿电压的影响 (8)

5.1．大气条件的影响 (9)

5.2. 相对密度的影响 (9)

5.3. 湿度的影响 (9)

5.4. 高度的影响 (9)

六. 提高气体间隙绝缘强度的方法 (9)

6.1. 改善电场分布的措施 (9)

6.2. 削弱游离因素的措施 (9)

七. 气体中的沿面放电 (10)

7.1. 什么叫沿面放电 (10)

7.2. 界面电场分布的三种典型情况 (10)

7.3. 均匀电场中的沿面放电 (10)

7.4. 极不均匀电场具有强法线分量时的沿面放电 (10)

7.5.极不均匀电场具有强切线分量时的沿面放电 (11)

7.6. 绝缘子串的电压分布析结果 (11)

7.7. 绝缘子表面污秽时的沿面放电 (11)

7.8.防止绝缘子的污闪，应采取措施 (12)

八. 电介质的极化 (12)

8.1.定义 (12)

8.2. 相对介电系数εr： (12)

8.3. 极化的基本形式 (12)

九.电介质的电导 (13)

9.1. 定义 (13)

9.2. 介质中的电流 (13)

9.3.吸收现象 (13)

十.电介质的损耗 (14)

10.1. 损耗的形式 (14)

10.2.用介质损耗角的正切tgδ来表示介损的意义 (14)

10.3.影响tgδ的因素 (14)

十一.液体电介质的击穿特性 (15)

11.1.“小桥”理论(即 :“气泡”击穿理论) (15)

11.2. 影响液体电介质击穿电压的因素 (15)

十二.固体电介质的击穿 (15)

12.1.击穿形式 (15)

12.2.影响因素 (15)

十三.电介质的老化 (15)

十四.描写电介质电性能的四个物理量 (15)

高压绝缘技术

一、气体电介质的放电特性

1.1.空气在强电场下放电特性

气体在正常状态下是良好的绝缘体,在一个立方厘米体积内仅含几千个带电粒子,但在高电压下,气体从少量电符会突然产生大量的电符,从而失去绝缘能力而发生放电现象.一旦电压解除后,气体电介质能自动恢复绝缘状态

1.2.带电质点的产生与消失

(1) 激发

原子在外界因素作用下,其电子跃迁到能量较高的状态

(2)游离

原子在外界因素作用下,使其一个或几个电子脱离原子核的束博而形成自由电子和正离子

(3)游离的方式a.碰撞游离b.光游离c.热游离d.金属表面游离

碰撞游离

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

引起碰撞游离的条件：

气体原子（或分子）的游离能

光游离

由光辐射引起气体原子（或分子）的游离

称为光游离

产生光游离的条件：

h:普朗克常数

ν:光的频率

热游离

气体在热状态下引起的游离过程称为热游离

产生热游离的条件：

K:波茨曼常数

T:绝对温度

金属表面游离

电子从金属电极表面逸出来的过程称为表面游离

(4)去游离

a.扩散带电质点从高浓度区域向低浓度区域运动.

b.复合正离子与负离子相遇而互相中和还原成中性原子

c.附着效应电子与原子碰撞时,电子附着原子形成负离子

二.气体放电的两个理论

2.1.汤逊放电理论.

适用条件:均匀电场,低气压,短间隙

(1).电子崩

在电场作用下电子从阴极向阳极推进而形成的一群电子(2).非自持放电

去掉外界游离因素的作用后,放电随即停止

(3).自持放电

不需要外界游离因素存在,放电也能维持下去

(4).自持放电条件

a.电子的空间碰撞系数α

一个电子在电场作用下在单位行程里所发生的碰撞游离数b.正离子的表面游离系数γ

一个正离子到达阴极,撞击阴极表面产生游离的电子数

一个正离子到达阴极,撞击阴极表面产生游离的电子数

自持放电条件可表达为:

(5)巴申定律

a.表达式:

P:气体压力 S:极间距离

b.均匀电场中几种气体的击穿电压与ps的关系

2.2.流注理论

(1).在ps乘积较大时,用汤逊理论无法解释的几种现象

a.击穿过程所需时间,实测值比理论值小10--100倍

b.按汤逊理论,击穿过程与阴极材料有关,然而在大气压力下的空气隙中击穿电压与阴极材料无关.

c.按汤逊理论,气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展,但在大气中击穿会出现有分枝的明亮细通道

(2).理论要点:

认为电子碰撞游离及空间光游离是维持自持放电的

主要因素,流注形成便达到了自持放电条件,它强调了

空间电符畸变电场的作用和热游离的作用.

(3)放电简单流程图:

有效电子(经碰撞游离)-----电子崩(畸变电场)-----发射光子(在强电场作用下)-----产生新的电子崩(二次崩)-----形成混质通道(流注)-----由阳极向阴极(阳极

注)或由阴极向阳极(阴极流注)击穿.

三.不均匀电场中气隙的放电特性

3.1.电晕放电

一定电压作用下,在曲率半径小的电极附近发生局部

游离,并发出大量光辐射,有些像日月的晕光,称为电晕

放电.

电晕起始场强开始出现电晕时电极表面的场强

电晕起始场强开始出现电晕时电极表面的场强

电晕起始场强开始出现电晕时电极表面的场强

3.2.极性效应

(1).正棒---负板