《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(zhǎng)間隙條件下的氣體放電理論特點(diǎn)：認(rèn)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(qiáng)調(diào)了空間電荷畸變電場(chǎng)的作用通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究（主要在電離室中進(jìn)行的）說(shuō)明放電發(fā)展的機(jī)理4電子崩階段空間電荷畸變外電場(chǎng)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(yáng)極側(cè)電子崩數(shù)目多正空間電荷加強(qiáng)了原電場(chǎng)，同時(shí)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?cè)谟烧臻g電荷所引起的畸變和加強(qiáng)了的局部電場(chǎng)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(qiáng)了流注發(fā)展方向的電場(chǎng)，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(jìn)，頭部電場(chǎng)越來(lái)越強(qiáng)，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(shí)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(yáng)極流注發(fā)展過(guò)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)高氣壓、長(zhǎng)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(qiáng)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(jì)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(chǎng)強(qiáng)度還不大，因而不致影響到鄰近空間內(nèi)的電場(chǎng)，所以不會(huì)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(shí)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(shí)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(guò)程，與材料無(wú)關(guān)15在Pd值較小時(shí)，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(guò)程。161.3不均勻電場(chǎng)中氣體的擊穿

5、17d≤2D，電場(chǎng)還比較均勻，其放電特性與均勻電場(chǎng)相似，一旦出現(xiàn)自持放電，立即導(dǎo)致整個(gè)氣隙擊穿。放電達(dá)到自持時(shí)，?在整個(gè)間隙中部巳達(dá)到相當(dāng)數(shù)值。這時(shí)和均勻電場(chǎng)中情況類似。1.3.1稍不均勻場(chǎng)和極不均勻場(chǎng)的放電特點(diǎn)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(chǎng)分布極不均勻，存在電暈放電，電暈起始電壓。外加電壓進(jìn)一步增大，表面電暈層擴(kuò)大，并出現(xiàn)刷狀的細(xì)火花，火花變長(zhǎng)，最終導(dǎo)致氣隙完全擊穿。18當(dāng)大曲率電極附近很小范圍內(nèi)?已達(dá)相當(dāng)數(shù)值時(shí)，間隙中大部分區(qū)域值?都仍然很小，放電達(dá)到自持放電后，間隙沒有擊穿。電場(chǎng)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(guò)渡區(qū)域，不穩(wěn)定電暈，轉(zhuǎn)為火花放電。當(dāng)大曲率電極附近?達(dá)到足夠數(shù)值時(shí)，間隙中很大一部分區(qū)域?也都已達(dá)相當(dāng)數(shù)值，流注一經(jīng)產(chǎn)生，隨即發(fā)展至貫通整個(gè)間隙，導(dǎo)致間隙完全擊穿20電場(chǎng)不均勻系數(shù)ff<2時(shí)，稍不均勻電場(chǎng)f>4時(shí)，極不均勻電場(chǎng)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(guò)程造成。強(qiáng)電場(chǎng)——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(duì)值仍很小)，可以測(cè)量到能量損失2122電暈起始電壓和電暈起始場(chǎng)強(qiáng)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(yàn)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(duì)絞線局部電暈m=0.72電暈電流與能量23(a)時(shí)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(yùn)動(dòng)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(hào)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(wú)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(shí)，電暈損耗急劇增加。水

8、滴——電場(chǎng)作用——變成錐形26對(duì)于500－750kV