《流注先導(dǎo)主放電》PPT課件

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1、高電壓技術(shù)高電壓工程系何正浩hzh@hust.edu.cn第2講回顧帶電粒子的產(chǎn)生與消失湯遜理論巴申定律的解釋湯遜理論的適用范圍23第3講氣體電介質(zhì)的絕緣特性（二）1.2.5流注理論在高氣壓長間隙條件下的氣體放電理論特點：認為電子碰撞電離及空間光電離是維持自持放電的主要因素，并強調(diào)了空間電荷畸變電場的作用通過大量的實驗研究（主要在電離室中進行的）說明放電發(fā)展的機理4電子崩階段空間電荷畸變外電場流注階段光電離形成二次電子崩，等離子體5（1）電子崩階段6（a）初始電子崩陽極側(cè)電子崩數(shù)目多正空間電荷加強了原電場，同時向周圍放射出大量光子（一）流注理論（b）二次電子

2、崩光子使附近的氣體因光電離而產(chǎn)生二次電子它們在由正空間電荷所引起的畸變和加強了的局部電場作用下，又形成新的電子崩，即二次電子崩7（2）流注的形成和發(fā)展二次電子崩中的電子＋初始電子崩的正空間電荷——混合通道（流注）。流注通道＋二次崩留下的正電荷，大大加強了流注發(fā)展方向的電場，產(chǎn)生新電子崩，從而使流注向前發(fā)展8（3）間隙的擊穿流注不斷向陰極推進，頭部電場越來越強，因而其發(fā)展也越快流注發(fā)展到陰極，間隙被導(dǎo)電良好的等離子通道所貫通——間隙擊穿9在電離室中得到的初始電子崩照片圖a和圖b的時間間隔為1?10-7秒p=270毫米汞柱，E=10.5千伏/厘米10初始電子崩轉(zhuǎn)

3、變?yōu)榱髯⑺查g照片p＝273毫米汞柱E=12千伏/厘米電子崩在空氣中的發(fā)展速度約為1.25?107cm/s在電離室中得到的陽極流注發(fā)展過段的照片正流注的發(fā)展速度約為1?108?2?108cm/s11自持放電條件形成流注——空間光電離維持放電（自持放電）如果電場均勻，間隙就將被擊穿。所以流注形成的條件就是自持放電條件，在均勻電場中也就是導(dǎo)致?lián)舸┑臈l件。流注形成的條件：足夠的空間光游離——較多的初始電子崩（電子崩積累到一定的數(shù)量）12（二）流注理論對高氣壓、長間隙（pd很大）放電現(xiàn)象的解釋1．放電外形具有通道形式流注前方隨著其向前發(fā)展而更為增強多流注之間互相抑制發(fā)

4、展二次電子崩在空間的形成和發(fā)展帶有統(tǒng)計性，所以火花通道常是曲折的，并帶有分枝。電子崩則不然，由于其中電荷密度較小，故電場強度還不大，因而不致影響到鄰近空間內(nèi)的電場，所以不會影響其它電子崩的發(fā)展1314樹枝狀放電與放電發(fā)展的抑制2．放電時間二次電子崩由光電離形成，所以流注發(fā)展速度極快——放電時間特別短3．陰極材料的影響維持放電靠光電離，而不是陰極表面的電離過程，與材料無關(guān)15在Pd值較小時，起始電子不可能在穿越極間距離后完成足夠多的碰撞電離次數(shù)，因而難以聚積到足夠的電子數(shù)，這樣就不可能出現(xiàn)流注，放電的自持只能依靠陰極上的γ過程。161.3不均勻電場中氣體的擊穿

5、17d≤2D，電場還比較均勻，其放電特性與均勻電場相似，一旦出現(xiàn)自持放電，立即導(dǎo)致整個氣隙擊穿。放電達到自持時，?在整個間隙中部巳達到相當數(shù)值。這時和均勻電場中情況類似。1.3.1稍不均勻場和極不均勻場的放電特點1?擊穿電壓2?電暈起始電壓3?放電不穩(wěn)定區(qū)d≥4D，電場分布極不均勻，存在電暈放電，電暈起始電壓。外加電壓進一步增大，表面電暈層擴大，并出現(xiàn)刷狀的細火花，火花變長，最終導(dǎo)致氣隙完全擊穿。18當大曲率電極附近很小范圍內(nèi)?已達相當數(shù)值時，間隙中大部分區(qū)域值?都仍然很小，放電達到自持放電后，間隙沒有擊穿。電場越不均勻，擊穿電壓和電暈起始電壓間的差別也越大

6、。19d＝2D~4D，屬于過渡區(qū)域，不穩(wěn)定電暈，轉(zhuǎn)為火花放電。當大曲率電極附近?達到足夠數(shù)值時，間隙中很大一部分區(qū)域?也都已達相當數(shù)值，流注一經(jīng)產(chǎn)生，隨即發(fā)展至貫通整個間隙，導(dǎo)致間隙完全擊穿20電場不均勻系數(shù)ff<2時，稍不均勻電場f>4時，極不均勻電場1.3.2電暈放電現(xiàn)象電暈放電現(xiàn)象——電離區(qū)的放電過程造成。強電場——電子崩——復(fù)合——光輻射咝咝的聲音，臭氧的氣味，微弱的暈光，回路電流明顯增加(絕對值仍很小)，可以測量到能量損失2122電暈起始電壓和電暈起始場強是一種自持放電形式，起始電壓在原理上可由自持放電條件求得E0的經(jīng)驗公式m－導(dǎo)線表面的粗糙系數(shù)。

7、光滑導(dǎo)線m=1,一般導(dǎo)線m=0.82~0.9,對絞線局部電暈m=0.72電暈電流與能量23(a)時間刻度T=125?s(b)0.7?A電暈電流平均值(c)2?A電暈電流平均值電暈電流比較小，但比泄漏電流要大得多?？臻g電荷的運動需要電源供給能量,——輸電線路電暈損耗的主要部分，而使空氣電離所消耗的能量則比較小。電暈的起始階段——一系列短促的陡脈沖組成。電離產(chǎn)生的與導(dǎo)線同號的電荷,導(dǎo)致電離停止。脈沖電流將產(chǎn)生電磁波傳播到空間——造成無線電干擾，2425輸電線路的電暈還與導(dǎo)線的表面狀況及天氣狀況有關(guān)。導(dǎo)線表面曲率大小影響。雨、雪、霜等壞天氣時，電暈損耗急劇增加。水

8、滴——電場作用——變成錐形26對于500－750kV