实验一 大气压空气间隙的放电实验
《高电压工程基础(第2版)》实验1气体间隙放电实验
实验一气体间隙工频放电实验一、实验目的1．观察交流高压作用下气体的放电现象；2．研究间隙距离、电极形状、电极极性对几种典型电极构成的空气间隙击穿电压的影响。
二、实验内容1．测量标准球隙在不同距离下的击穿电压值，并与球隙的标准值相比较，如有差别分析原因。
2．测量尖-板、尖-尖电极在不同极性直流电压作用下的击穿电压和极间距离的关系。
三、理论概述I．空气间隙（工频或直流作用下）击穿的基本原理在正常大气条件下，当电极间的电场不强时，空气是十分良好的绝缘体。
但当电场强度升高到某一临界值后，空气间隙就丧失其绝缘能力而击穿。
实际工作中遇到的大多数电场都是不均匀电场，所以在设计时，估算所需绝缘和安全距离时，都是以不均匀电场来考虑的。
1．尖-板电极外加电压达到某一数值后，由于尖极附近电场强度较其他地方大，所以在该处首先电离，中性气体分子分离成电子和负离子，产生碰撞游离和电子崩，形成电晕放电。
当尖极为正时，游离出来的电子跑向强场区，很快进入正极，而正离子则形成空间电荷，进一步加强了原来的电场，容易形成流注。
这样就有利于游离区域向负极扩张，容易使游离发展而导致整个间隙的击穿。
当尖极为负时，靠近尖极向该极缓慢移动的正离子使极间电场进一步削弱，这样游离区域难于向正极发展，不容易形成流注。
结果在同一间隙距离下后者比前者的击穿电压高很多。
至于起晕电压，由于负尖易于发射电子，容易形成自持的电晕放电，而正尖只有依靠空间光电离的作用才能形成自持的电晕放电。
故负尖极的电晕起始电压略低于正尖的电晕起始电压。
2．尖-尖电极放电同时由两个尖端开始，放电由正尖向负尖发展。
将尖-板电极与尖-尖电极的情况进行比较，由于尖-板之间的电容稍大于棒棒之间的电容，所以在同一电压作用下，当间隙距离相同时，尖-板间隙中的电荷密度大，最大电场强度也较高。
显然，尖-尖间隙的放电电压要高于正尖—负板的放电电压，但由于尖-尖间隙中正离子形成的空间电荷有利于放电的发展，故其放电电压又低于负尖—正板的放电电压。
高压实验一：气体、液体、固体放电特性实验
实验一气体、液体、固体放电特性实验一．实验目的通过对均匀场和非均匀场条件下气体击穿特性的比较，了解气体放电的基本原理，击穿发生和发展的基本过程；通过现象，了解液体、固体电介质的击穿过程。
二．基本原理（一）气体电介质的击穿过程气体放电可以分非自持放电和自持放电两种。
20世纪Townsend在均匀电场，低气压，短间隙的条件下进行了放电试验，提出了比较系统的理论和计算公式，解释了整个间隙的放电过程和击穿条件。
1、汤逊放电理论的适用范围：汤逊理论的核心是：(1)电离的主要因素是电子的空间碰撞电离和正离子碰撞阴极产生表面电离；(2)自持放电是气体间隙击穿的必要条件。
汤逊理论是在低气压、Pd值较小的条件下进行的放电实验的基础上建立起来的，这一放电理论能较好的解释低气压短间隙中的放电现象。
因此，汤逊理论的适用范围是低气压短间隙(Pd<26 66kPa.cm)。
在高气压、长气隙中的放电现象无法用汤逊理论加以解释，两者间的主要差异表现在以下几方面：(1) 放电外形根据汤逊理论，气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展。
低气压下气体放电发光区确实占据了整个间隙空间，如辉光放电。
但在大气压下气体击穿时出现的却是带有分支的明亮细通道。
(2) 放电时间根据汤逊理论，闻隙完成击穿，需要好几次循环：形成电子崩，正离子到达阴极产生二次电子，又形成更多的电子崩。
完成击穿需要一定的时间。
但实测到的在大气压下气体的放电时间要短得多。
(3) 击穿电压当Pd值较小时，根据汤逊自持放电条件计算的击穿电压与实测值比较一致；但当Pd值很大时，击穿电压计算值与实测值有很大出入。
(4) 阴极材料的影响根据汤逊理论，阴极材料的性质在击穿过程中应起一定作用。
实验表明，低气压下阴极材料对击穿电压有一定影响，但大气压下空气中实测到的击穿电压却与阴极材料无关。
由此可见汤逊理论只适用于一定的Pd范围，当Pd>26 66kPa. cm后，击穿过程就将发生改变，不能用汤逊理论来解释了。
高压放电间隙实验报告
高压放电间隙实验报告【实验报告】高压放电间隙实验引言：高压放电间隙实验是电学实验中的一项重要实验，通过对高压放电间隙进行研究，我们能够了解气体放电的基本原理和规律。
本实验旨在探究放电时间、电压和介质种类对放电间隙的影响。
实验目的：1. 研究不同电压下气体放电间隙的变化规律。
2. 探究不同介质种类对气体放电间隙的影响。
3. 结合实验结果，对气体放电的机理进行初步分析和讨论。
实验器材：高压发生器、电压表、间隙指示器、导线、气泵、实验介质。
实验步骤：1. 将高压发生器和电压表连接，调节电压表至待测电压值。
2. 通过导线将高压发生器与间隙指示器连接。
3. 打开气泵，在间隙指示器的指示下，慢慢向实验介质中注入气体。
4. 当观察到气体开始放电时，记录下此时的电压值和放电持续时间，并停止注气。
5. 更换不同的介质并重复步骤3和4。
实验数据处理：1. 绘制不同电压下放电持续时间与电压之间的曲线图。
2. 分析不同介质下放电持续时间的差异，并进行比较。
实验结果和讨论：根据我们的实验结果，我们得到了电压与放电时间之间的关系图，如图1所示。
根据图1，我们可以看出当电压逐渐增大时，放电时间逐渐变长。
这是因为电压的增加会提供更大的能量，使得电子与原子发生碰撞的几率增大，从而加快了电子的碰撞速度，导致放电时间的延长。
同时，我们还进行了不同介质下放电持续时间的比较，得到了以下结果：介质A 的放电时间最短，介质B的放电时间居中，介质C的放电时间最长。
这是由于不同介质的电离能不同，电离能越低，放电时所需的能量也越低，因此放电时间越短。
实验结论：1. 在给定的电压范围内，电压与放电时间呈正相关关系，电压增加时放电时间逐渐延长。
2. 在相同电压下，不同介质的放电时间存在差异，放电时间与介质的电离能有关，电离能越低，放电时间越短。
实验改进：1. 增加实验数据的采集点，以获得更加精确的曲线图。
2. 扩大实验范围，研究不同压强和温度条件下的放电特性。
大气压下不同气体中介质阻挡放电的实验与仿真研究
大气压下不同气体中介质阻挡放电的实验与仿真研究介绍大气压下不同气体中介质阻挡放电是一个重要的研究领域，它在电学、物理学和工程学等多个领域中具有广泛的应用。
本文将通过实验与仿真研究的方式，探讨不同气体中介质对放电现象的阻挡效应，并分析其机理与应用。
实验设备与方法实验设备1.气体绝缘试验箱2.放电电极3.介质故障放电监测系统实验步骤1.在气体绝缘试验箱中设置放电电极，并选择不同的介质2.调节气体压力，确保在大气压下进行实验3.使用介质故障放电监测系统，记录放电现象，并对其进行分析与比较仿真研究方法1.借助电磁场有限元仿真软件，建立模型2.设置不同的气体介质，并模拟大气压下的放电现象3.分析仿真结果，并与实验数据进行对比和验证实验结果与讨论不同介质的放电现象比较通过实验记录和仿真研究，我们对不同气体介质的放电现象进行了比较。
以下是比较的主要结果：1. 氮气•放电现象：氮气下的放电现象较为弱化，放电电流较小•机理分析：氮气中分子稳定，不易形成电离层，阻碍了放电的传导•应用前景：氮气可作为绝缘介质，用于电气设备的绝缘保护2. 氧气•放电现象：氧气下的放电现象较为明显，放电电流较大•机理分析：氧气中分子较活跃，易形成电离层，促进电流传导•应用前景：氧气下的放电现象可用于氧气传感器等设备中的电气检测3. 二氧化碳•放电现象：二氧化碳下的放电现象较为稳定，放电电流适中•机理分析：二氧化碳中分子较稳定，形成电离层的速度适中•应用前景：二氧化碳可作为一种常见的绝缘介质，在电气设备中具有广泛应用仿真结果与实验数据的对比通过将仿真结果与实验数据进行对比，我们发现两者存在一定的一致性。
然而，由于实验条件和仿真模型的差异，造成数据上的差异是不可避免的。
因此，我们需要结合实验和仿真结果来得出更准确、可靠的结论。
机理分析与应用前景放电的机理分析放电现象的产生涉及复杂的物理和化学机理。
其中，气体中分子的电离和电子的运动是关键因素。
直流电场气隙放电仿真实验报告
直流电场气隙放电仿真实验报告直流电场气隙放电仿真实验报告一、引言直流电场气隙放电是一种重要的现象，在电力系统中具有广泛的应用。
为了深入了解直流电场气隙放电的机理和特性，本实验利用仿真方法对其进行了研究和模拟。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验装置和方法、实验结果及分析，并对实验过程中遇到的问题进行讨论。
二、目的通过仿真实验，探究直流电场气隙放电的特性，研究其发展过程和放电机理，为进一步提高电力系统的安全性和可靠性提供理论依据。
三、原理直流电场气隙放电是指在直流高压作用下，气体中形成导电通道并发生放电现象。
其主要包括击穿阶段、导通阶段和消失阶段。
在击穿阶段，当电压升高到一定程度时，气体会发生局部击穿并形成导通通道；在导通阶段，导通通道内产生强烈的离子化现象；在消失阶段，放电结束并恢复到正常状态。
四、实验装置和方法1. 实验装置：a. 直流高压电源：提供实验所需的直流高压电源，调节电压大小和稳定性。
b. 气体室：用于容纳气体，并设置气隙放电试样。
c. 采样系统：用于采集放电过程中的信号，包括电流、电压等参数。
d. 数据处理系统：用于处理采集到的数据，并绘制曲线图。
2. 实验方法：a. 设置直流高压电源的输出电压和电流，并将其连接到气体室中的试样上。
b. 打开采样系统，开始记录放电过程中的信号。
c. 不断调节直流高压电源的输出，观察并记录放电现象。
d. 结束实验后，将采集到的数据导入数据处理系统进行分析。
五、实验结果与分析通过实验记录和数据处理，得到了以下结果：1. 放电过程中的电流和电压随时间变化图表；2. 放电阶段的持续时间和特征；3. 放电现象与直流高压电源输出之间的关系。
根据以上结果进行分析，可以得出以下结论：1. 直流电场气隙放电的发展过程包括击穿阶段、导通阶段和消失阶段；2. 放电现象与直流高压电源输出之间存在一定的关系，可以通过调节输出电压和电流来控制放电的发生和结束；3. 在一定范围内，直流电场气隙放电的特性具有稳定性。
高电压技术空气间隙的放电实验
本科实验报告
课程名称：高电压技术
实验项目：空气间隙的放电试验实验地点：高压馆
专业班级：学号：
学生姓名：
指导教师：
2015年 6 月9 日
空气间隙的放电实验
一、实验目的
1.熟悉高压试验变压器和配套装置的使用方法；
2.观察均匀、不均匀电场气体间隙放电、击穿现象；
3.观察均匀、不均匀电场下的气体间隙在不同电极距离的击穿电压波形中放电时
延的变化。
4.掌握击穿电压的换算；
5.了解均匀、不均匀电场气体间隙放电电压和电极距离的关系；
二、实验内容与要求
1.测量尖—板电极不同电极距离的工频击穿电压；
2.测量板—板电极不同电极距离的工频击穿电压；
3.作出标准条件下气体间隙击穿电压和电极距离的实验曲线。
三、实验装置与接线图（原理框图）
1.实验设备
(1)遥控放电球隙器
(2)试验变压器
(3)保护电阻
(4)导线、放电电极若干
(5)保护球隙
(6)控制台(交流接触器、调压器、电压表、过流保护等)
2.原理框图
四、实验步骤
1．按照原理图接线并检查；
2．调节好被试品间隙距离；
3．合上控制台“启动”开关；
4．旋转控制台上调压器操作盘，均匀缓慢升压，直至间隙击穿，记录击穿电压值和间隙距离值；
5．旋转控制台上调压器操作盘，至0位；
6．重新调节被试品间隙距离；
7．重复3．4．5．6．项操作，测出不同间隙距离下的放电电压。
五、注意事项
1．注意记录实验时的环境条件，用来做换算用。
六、实验数据记录和处理。
解释气压较高,距离较长间隙中的气体放电
解释气压较高,距离较长间隙中的气体放电气压较高和距离较长间隙中的气体放电是一种常见的物理现象。
在理解这个现象之前，我们先来了解一下什么是气体放电。
气体放电是指在气体介质中，当电场强度超过一定阈值时，气体中的电子会获得足够的能量从而脱离原子或分子，形成电子云。
这个过程也称为电离。
当电场的作用力大于气体中电子的恢复力时，电子云就会向阳极移动，形成电流，这就是气体放电现象。
气体放电可以分为不同的类型，如正常放电、辉光放电和电弧放电。
而较高的气压和较长的间隙是影响气体放电的两个重要因素。
首先，气压对气体放电有着显著的影响。
当气体的压力增加时，气体分子之间的平均自由程减小，也就是分子之间的平均距离变小。
这意味着在相同的电场下，气体分子的碰撞频率增加，从而增加了气体分子被电场加速的机会。
因此，在较高的气压下，气体放电更容易发生。
其次，间隙的长度也对气体放电有着明显的影响。
间隙是指两个导体之间的距离，其中一个导体通常是带电的。
当间隙越长时，通常需要更高的电压才能在两个导体之间产生电弧或放电。
这是由于间隙的增加导致电场的均匀性变差，电场强度的分布不均匀，需要更高的电压来克服这种不均匀性并使放电发生。
当气压较高且间隙较长时，气体放电的机制和特性也会发生一些变化。
一方面，在较高的气压下，气体分子之间的碰撞频率增加，电离的机会增多。
这意味着相同电场下，气体分子更容易被电场加速，电离形成电子云。
另一方面，在较长的间隙中，电场会受到间隙长度的影响。
当间隙较长时，电场的强度分布不均匀，表现为电压梯度较大的区域与较小的区域之间的不连续性。
这种不均匀的电场分布会导致电离的不均匀性，从而影响气体放电发生的形式和特性。
在实际应用中，气体放电在许多领域得到了广泛的应用。
例如，气体放电用于气体放电管、气体激光器、放电手术刀、电力系统故障检测以及医疗和科学研究中的等离子体研究等。
了解气体放电在不同气压和间隙条件下的特性，对于合理设计和优化相关设备和系统具有重要意义。
放电实验报告
一、实验目的1. 了解放电现象的基本原理和影响因素。
2. 观察不同条件下放电现象的特点。
3. 掌握实验操作技能，提高实验分析能力。
二、实验原理放电现象是指电荷在电场作用下，从高电势区域向低电势区域移动的过程。
放电现象可以分为直流放电和交流放电两种。
本实验主要研究直流放电现象。
在直流放电过程中，放电电压、电极间距、气体种类等因素都会影响放电现象。
当电极间距减小、电压升高或气体种类发生变化时，放电现象会随之改变。
三、实验仪器与材料1. 直流高压电源2. 针-板电极3. 气体间隙室4. 高压绝缘变压器5. 气体压力表6. 数字电压表7. 数字电流表8. 精密计时器9. 气体（如空气、氮气、氩气等）四、实验步骤1. 按照实验接线图连接好直流高压电源、针-板电极、气体间隙室等实验仪器。
2. 将气体间隙室内的气体压力调至所需值。
3. 将针-板电极间隙调至预定距离。
4. 开启直流高压电源，逐渐升高电压，观察放电现象。
5. 记录不同电压下的放电电流、电压和放电持续时间。
6. 改变气体种类、电极间距等条件，重复实验步骤。
五、实验结果与分析1. 在空气间隙室中，当电压升高至一定值时，针-板电极间开始出现放电现象。
随着电压继续升高，放电电流和放电持续时间逐渐增加。
2. 当改变气体种类时，放电电压和放电电流均发生变化。
例如，在氮气间隙室中，放电电压比在空气间隙室中高，放电电流比在空气间隙室中小。
3. 当改变电极间距时，放电电压和放电电流均发生变化。
例如，当电极间距减小时，放电电压降低，放电电流增加。
六、实验结论1. 放电现象是电荷在电场作用下从高电势区域向低电势区域移动的过程。
2. 放电电压、电极间距、气体种类等因素都会影响放电现象。
3. 在实际应用中，合理选择放电电压、电极间距和气体种类等参数，可以提高放电效果，降低能耗。
七、实验讨论1. 在本实验中，我们观察了空气间隙室中的放电现象。
在实验过程中，我们发现放电电压和放电电流与电极间距、气体种类等因素密切相关。
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实验一大气压空气间隙的放电实验
一、实验目的
1.观察不均匀电场气体间隙放电、击穿现象；
2.研究不均匀电场气体间隙放电电压和电极距离的关系；
3.观察在不均匀电场下，电极极性对空气间隙击穿电压的影响。
二、基本原理
在实际工程应用中，许多电气设备都利用空气作为绝缘介质，因此，对空气间隙的抗电强度和击穿特性的研究在高压技术中具有一定的实际意义，一定距离下空气间隙的击穿电压与空气间隙的电场分布（均匀或不均匀、对称或不对称）、电压作用时间、电压极性、大气条件等一系列因素有关，这些影响因素十分复杂，很难用明确的数学解析式表示，所以在工程上常常是以实验的方法来确定空气间隙的抗电特性。
实际工程中设备击穿往往都发生在不均匀电场，实验中采用针——板间隙来模拟不均匀电场的空气间隙。
通过测定这种间隙在不同电压作用下的击穿特性，以决定空气间隙在实际工程中各种击穿电压和电气设备的安全距离。
三、实验接线图
放
电
观
察
室
图1 气体间隙放电试验接线图
四、实验内容
1.确定针——板电极间隙的击穿电压和间隙距离之关系曲线；
①当针为正极性时
②当针为负极性时
2.记录上述各种情况下的电晕起始电压；
3.观察在极不均匀电场下的极性效应。
五、实验步骤
1.按试验接线图接好直流高压电源和放电电极；
2.调节好放电电极的间隙距离；
3.可调直流电源调节到6V（调节范围再6V-22V。
DC/DC升压器输出为可调
直流电源电压的1000倍）；
4.合上空气开关，逐渐升高直流电源电压；
5.直至间隙击穿，断开空气开关，记录击穿电压值和间隙距离值；
6.重复2、3、4、5项操作，测出不同间隙距离下的击穿电压。
六、实验注意事项
1.在实验中不得接近高压电源和带电设备之周围，保持必要的安全距离，
以免发生危险；
2.合上空气开关前应先检查直流电源是否调节到6V；
3.一旦气体间隙被击穿，2~3秒内将空气开关断开。
七、实验报告
1. 针——板电极间隙的击穿电压和间隙距离之关系。
2.上述各种情况下的电晕起始电压。
3.对实验中观察到的放电现象和实验结果进行研究，分析电极的极性对击穿电压的影响。