空气间隙的击穿电压
高电压 技术 提高气体间隙击穿电压的措施
程而显著提高气隙的击穿电压。 在电力设备中实际采用高真空作为绝缘媒质
的情况还不多，主要因为在各种设备的绝缘结构
中大都还要采用各种固体或液体介质，它们在真
空中都会逐渐释出气体，使高真空难以长期保持。
目前高真空仅在
真空断路器中得到实
际应用，真空不但绝
缘性能较好，而且还
350 700
许多高压电气装置的高压出线端(例如电力设备
高压套管导杆上端)具有尖锐的形状，往往需要加装
屏蔽罩来降低出线端附近空间的最大场强，提高电晕
起始电压。屏蔽罩的形状和尺寸应选得使其电晕起始 电压 U c 大于装置的最大对地工作电压 U g简单的屏蔽罩当然是球形屏蔽极，它的半径R
场，其平均击穿场强也不可能超越这一极限，可见
常压下空气的电气强度要比一般固体和液体介质的
电气强度低得多。
如果把空气加以压缩，使气压大大超过
0.1MPa(1atm)，那么它的电气强度也能得到显著的
提高。这主要是因为提高气压可以大大减小电子的
自由行程长度，从而削弱和抑制了电离过程。
如能在采用高气压的同时，再以某些高电气强 度气体（例如SF6气体）来代替空气，那就能获得 更好的效果。
具有很强的灭弧能力，
所以用于配电网中的 真空断路器还是很合 适的。
六、采用高电气强度气体
有一些含卤族元素的强电负性气体电气强度特 别高，因而可称之为高电气强度气体。采用这些气 体来替换空气，可以大大提高气隙的击穿电压，甚 至在空气中混入一部分这样的气体也能显著提高其 电气强度。
但仅仅满足高电气强度是不够的，还必须
很大，立体空间尺寸很大，整体表面又要
十分光洁的电极是不易制作的。
0.1mm空气间隙击穿电压
0.1mm空气间隙击穿电压在电力系统中，空气间隙的击穿电压是一个重要的参数。
它决定了电力系统在正常运行时的安全性和可靠性。
本文将详细讨论0.1mm空气间隙的击穿电压。
一、空气间隙击穿电压的基本概念空气间隙击穿电压是指在一定条件下，空气间隙中的电场强度达到临界值，导致空气中的气体分子发生电离，形成导电通道，从而使间隙导通。
这一过程需要足够高的电压，以克服空气分子的绝缘能力。
二、影响空气间隙击穿电压的因素1. 空气间隙的长度：空气间隙的长度对击穿电压产生显著的影响。
通常来说，间隙的距离越短，击穿电压就会越高。
这是因为，在相同的电场强度下，短间隙中的气体分子数量相对较少，因此需要更高的电压才能使其电离。
这个现象可以通过气体放电理论进行解释，当间隙距离缩短，电场强度增大，气体分子更容易被电离，从而引发放电现象。
2. 空气间隙的形状：空气间隙的形状也是影响击穿电压的重要因素。
一般来说，狭缝形状的间隙相比平板形状的间隙更容易击穿。
这是因为在狭缝形状的间隙中，电场强度分布更加不均匀，局部区域的电场强度更高，因此更容易引发气体分子的电离。
这个现象可以通过计算电场分布和气体分子的电离率来进一步解释。
3. 空气的温度和压力：空气的温度和压力也会影响其绝缘能力。
随着温度的升高，空气分子的热运动加剧，更容易被电离。
而随着压力的升高，空气分子的密度增加，绝缘能力提高，击穿电压也会相应升高。
这个现象可以通过分子热运动理论和气体放电理论进行解释，温度升高使得气体分子的热运动加剧，更容易被电离；而压力升高使得气体分子的密度增加，绝缘能力提高，击穿电压相应升高。
4. 电压作用时间：电压作用时间也是影响空气间隙击穿电压的一个重要因素。
在短时间内施加高电压，空气间隙可能来不及发生电离就结束了电压作用。
而在长时间的作用下，空气间隙有足够的时间发生电离，击穿电压相应降低。
这个现象可以通过电离理论和放电现象进行研究，短时间内施加高电压可能不足以引发空气间隙的电离；而在长时间的作用下，空气间隙有足够的时间发生电离，击穿电压相应降低。
操作冲击电压下空气间隙击穿的特点
操作冲击电压下空气间隙击穿的特点
随着高压电力设备的广泛应用，对其安全可靠性的要求也越来越高。
在设备运行过程中，由于操作或其它原因，会产生冲击电压，当电压达到一定程度时，就会导致空气间隙的击穿，给设备带来很大的威胁。
本文将介绍操作冲击电压下空气间隙击穿的特点。
首先，操作冲击电压下空气间隙击穿的电压级别较低。
正常情况下，空气间隙的击穿电压通常在几千伏到十几千伏之间，而操作冲击电压的电压级别通常在几百伏到几千伏之间。
因此，操作冲击电压下空气间隙击穿的特点是电压较低，但是在短时间内电场强度非常高。
其次，操作冲击电压下空气间隙击穿的时间很短。
实验表明，当操作冲击电压极短的脉冲达到一定的电场强度时，空气间隙就会被击穿。
而且，这个过程只需要几纳秒到几微秒的时间。
因此，操作冲击电压下空气间隙击穿的特点是时间很短，但是电场强度非常高。
最后，操作冲击电压下空气间隙击穿的产生是不可避免的。
由于各种原因，操作冲击电压总是会不可避免地出现，而且产生的电场强度也越来越高，因此空气间隙的击穿也会越来越频繁。
因此，必须采取一系列的措施来防止操作冲击电压下空气间隙的击穿，保障设备的安全可靠运行。
综上所述，操作冲击电压下空气间隙的击穿具有电压较低、时间很短、产生不可避免等特点，必须引起我们的高度重视，采取有效的措施来防范击穿的发生，保障设备的安全运行。
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短空气间隙的工频击穿电压
短空气间隙的工频击穿电压
在工程实践中，确定短空气间隙的工频击穿电压需要进行实验
测定。
实验中一般会采用逐渐增加电压直至空气间隙发生击穿的方
法来测定工频击穿电压。
在设计绝缘结构或选择绝缘材料时，了解
短空气间隙的工频击穿电压是非常重要的，可以帮助工程师合理选
择绝缘材料和确定安全工作电压范围。
此外，短空气间隙的工频击穿电压还与电力设备的安全运行密
切相关。
在电力系统中，绝缘子、开关设备、变压器等都存在空气
间隙，了解短空气间隙的工频击穿电压有助于评估设备的绝缘状况，预防绝缘击穿事故的发生，保障电力系统的安全稳定运行。
总之，短空气间隙的工频击穿电压是一个重要的电气参数，对
于绝缘设计、设备选择和电力系统运行都具有重要意义。
通过实验
测定和理论分析，可以更好地理解和应用短空气间隙的工频击穿电压。
高电压技术复习试题
一、选择题1、流注理论未考虑（ D ）的现象。
（P24第6行）A．电荷畸变电场B．碰撞游离 C．光游离 D．表面游离2、电晕放电是一种（Ｂ）。
（P27）A．非自持放电B．自持放电C．电弧放电 D．均匀场中放电3、滑闪放电是以介质表面的放电通道中发生（Ｂ）为特征。
A．光游离B．热游离C．极化 D．碰撞游离（P43倒9行）4、在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面（ B ）有很大关系。
A．面积 B．粗糙度 C．电场分布 D．形状5.先导通道的形成是以（ C ）的出现为特征。
（P34，7行）A. 碰撞游离B. 表面游离C. 热游离D. 光游离6、电介质的击穿强度按（ B ）顺序降低。
A.固体、气体、液体B.固体、液体、气体C.气体、液体、固体D.液体、气体、固体7、SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是( D )。
A．无色无味性B．不燃性C．无腐蚀性D．电负性8、以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？( D )A.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨9下列因素中，明显影响离子式极化的是（ D ）A. 频率B. 气压C. 湿度D. 温度10、在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压（A）P33-36页A.小B.大C.相等D.不确定11、电介质在受潮或受污染后，其相对介电常数将( A )A.变大B.变小C.不变D.不确定12、SF6气体具有较高绝缘强度主要原因之一是( D ) P69页A.无色无味性B.不燃性C.无腐蚀性D.电负性13、极化时间最短的是( A ) P1-3页A.电子位移极化B.离子位移极化C.转向极化D.空间电荷极化14、不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将（ C ）P131A．远大于1 B．远小于1C．约等于1 D．不易确定二、是非题（T表示正确、F表示错误）（ T ）1、在大气压力下，空气间隙击穿电压与阴极材料无关。
（ F ）2、试品绝缘状况愈好，吸收过程进行的就愈快。
空气间隙的击穿电压
空气间隙的击穿电压1. 引言在电气工程中，空气间隙的击穿电压是一个重要的参数。
了解和研究空气间隙的击穿电压对于设计和评估高压设备的性能至关重要。
本文将深入探讨空气间隙的击穿电压及其相关概念、影响因素以及应用。
2. 空气间隙的定义与概念空气间隙指两个导体之间没有任何绝缘材料填充，而是由空气填充的区域。
在高压设备中，通常存在着许多这样的空气间隙，如绝缘子、开关、断路器等。
击穿电压是指当施加在两个导体之间的电场强度达到一定值时，空气间隙内发生放电现象并导致绝缘失效所需的最小电压。
这个最小电压即为击穿电压。
3. 影响因素空气间隙的击穿电压受多种因素影响，主要包括以下几点：3.1 介质特性介质特性是指填充在空气间隙中的介质的性质，如气体、液体等。
不同的介质具有不同的击穿电压。
在空气间隙中，由于空气是常见的介质，因此我们更关注空气对击穿电压的影响。
3.2 电极形状和尺寸电极形状和尺寸对于空气间隙的击穿电压也有很大影响。
一般来说，电极之间距离越小，击穿电压越低；而电极形状越尖，击穿电压也越低。
3.3 温度温度是影响空气间隙击穿电压的重要因素之一。
通常情况下，温度升高会导致击穿电压降低。
3.4 湿度湿度是指环境中水分含量的多少，也会对空气间隙的击穿电压产生影响。
湿度较高时，水分分子会增加空气中导电性能，从而降低了击穿电压。
4. 应用了解和研究空气间隙的击穿电压在以下方面具有重要应用：4.1 设备设计在高压设备的设计中，了解空气间隙的击穿电压可以帮助工程师选择适当的电极距离、形状和尺寸，以确保设备在正常工作条件下不会发生击穿。
4.2 绝缘性能评估对于已经投入使用的高压设备，定期检测空气间隙的击穿电压可以评估其绝缘性能是否符合要求，及时发现潜在故障点，并采取相应措施修复。
4.3 安全标准制定空气间隙的击穿电压也是制定安全标准的重要依据之一。
根据不同应用场景和设备类型，制定相应的安全标准和规范，确保设备运行过程中不会发生危险事故。
试解释沿面闪络电压明显低于纯空气间隙的击穿电压的原因
1、试解释沿面闪络电压明显低于纯空气间隙的击穿电压的原因。
答：当两电极间的电压逐渐升高时，放电总是发生在沿固体介质的表面上，此时的沿面闪络电压已比纯空气间隙的击穿电压低很多，其原因是原先的均匀电场发生了畸变。
产生这种情况的原因有：（1）固体介质表面不是绝对光滑，存在一定的粗糙程度，这使得表面电场分布发生畸变。
（2）固体介质表面电阻不可能完全均匀，各处表面电阻不相同。
（3）固体介质与空气有接触的情况。
（4）固体介质与电极有接触的状况。
/2、简要解释小桥理论。
答：工程实际中使用的液体电介质不可能是纯净的，不可避免地混入气体（即气泡）、水分、纤维等杂质。
这些杂质的介电常数小于液体的介电常数，在交流电场作用下，杂质中的场强与液体介质中的场强按各自的介电常数成反比分配，杂质中场强较高，且气泡的击穿场强低，因此杂质中首先发生放电，放电产生的带电粒子撞击液体分子，使液体介质分解，又产生气体，使气泡数量增多，逐渐形成易发生放电的气泡通道，并逐步贯穿两极，形成“小桥”，最后导致击穿在此通道中发生。
/3在测试电气设备的介质损失角正切值时什么时候用正接线，什么时候用反接线；正接线和反接线各有什么特点？答：使用西林电桥的正接线时，高压西林电桥的高压桥臂的阻抗比对应的低压臂阻抗大得多，所以电桥上施加的电压绝大部分都降落在高压桥臂上，只要把试品和标准电容器放在高压保护区，用屏蔽线从其低压端连接到低压桥臂上，则在低压桥臂上调节R3和C4就很安全，而且测量准确度较高。
但这种方法要求被试品高低压端均对地绝缘。
使用反接线时，即将R3和C4接在高压端，由于R3和C4处于高电位。
桥体位于高压侧，抗干扰能力和准确度都不如正接线。
现场试验通常采用反接线试验方法。
/4、固体电介质的电击穿和热击穿有什么区别？答：固体电介质的电击穿过程与气体放电中的汤逊理论及液体的电击穿理论相似，是以考虑在固体电介质中发生碰撞电离为基础的，不考虑由边缘效应、介质劣化等原因引起的击穿。
高电压技术第二版习题答案(部分)
第一章 气体放电的基本物理过程（1）在气体放电过程中，碰撞电离为什么主要是由电子产生的？答：气体中的带电粒子主要有电子和离子，它们在电场力的作用下向各自的极板运动，带正电荷的粒子向负极板运动，带负电荷的粒子向正极板运动。
电子与离子相比，它的质量更小，半径更小，自由行程更大，迁移率更大，因此在电场力的作用下，它更容易被加速，因此电子的运动速度远大于离子的运动速度。
更容易累积到足够多的动能，因此电子碰撞中性分子并使之电离的概率要比离子大得多。
所以，在气体放电过程中，碰撞电离主要是由电子产生的。
（2）带电粒子是由哪些物理过程产生的，为什么带电粒子产生需要能量 ？答：带电粒子主要是由电离产生的，根据电离发生的位置，分为空间电离和表面电离。
根据电离获得能量的形式不同，空间电离又分为光电离、热电离和碰撞电离，表面电离分为正离子碰撞阴极表面电离、光电子发射、热电子发射和强场发射。
原子或分子呈中性状态，要使原子核外的电子摆脱原子核的约束而成为自由电子，必须施加一定的外加能量，使基态的原子或分子中结合最松弛的那个电子电离出来所需的最小能量称为电离能。
（3）为什么SF6气体的电气强度高？答：主要因为SF6气体具有很强的电负性，容易俘获自由电子而形成负离子，气体中自由电子的数目变少了，而电子又是碰撞电离的主要因素，因此气体中碰撞电离的能力变得很弱，因而削弱了放电发展过程。
1-2 汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同？这两种理论各适用于何种场合？答：汤逊理论的基本观点：电子碰撞电离是气体电离的主要原因；正离子碰撞阴极表面使阴极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件；阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。
它只适用于低气压、短气隙的情况。
气体放电流注理论以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用。
在初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度之后，某一初始电子的头部集聚到足够数量的空间电荷，就会引起新的强烈电离和二次电子崩，这种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结果，这时放电即转入新的流注阶段。
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空气间隙的击穿电压
空气间隙的击穿电压
一、引言
在电气工程领域中，空气间隙的击穿电压是一个重要的参数。
空气间
隙是指导体之间没有填充其他介质的空气区域。
当两个导体之间的电
压超过一定的值时，空气间隙会出现电子的跃迁和电离现象，从而导
致电流的流动，即发生击穿现象。
本文将从物理学和电气工程学角度
探讨空气间隙的击穿电压，并对其应用进行思考。
二、物理学原理
物理学上，空气间隙的击穿电压与空气中的离子化程度和电场强度有关。
当电场强度超过空气的击穿电场强度时，离子化程度增加，空气
中的电子会加速运动，并与其他原子或分子发生碰撞，引发更多的离
子化反应，最终导致击穿现象的发生。
因此，空气的击穿电压随着电
场强度的增加而递减。
三、电气工程应用
在电气工程中，空气间隙的击穿电压是设计和维护高压设备的重要参
考依据。
例如，在变压器、开关设备和绝缘子中，设计者需要考虑空
气间隙的击穿电压，以确保设备在正常工作条件下不会发生击穿现象。
此外，对于绝缘子和绝缘涂层的选择和设计，击穿电压也是决定其性
能的重要因素之一。
四、影响因素
空气间隙的击穿电压受多种因素的影响。
首先是空气本身的性质。
湿度、温度和大气压等环境因素都会对击穿电压产生影响。
湿度高会增
加空气中的离子化程度，从而降低击穿电压；温度的变化也会影响空
气中离子的运动速度，从而改变击穿电压的大小。
其次是电极的形状
和距离。
电极的形状和距离会影响电场的分布，从而改变击穿电压的
大小。
此外，空气间隙的污染程度也会对击穿电压产生重要影响。
五、应用前景
随着科技的发展，空气间隙的击穿电压已经成为电力系统、通信系统
和空间技术等领域中的研究热点。
人们正在不断探索新的绝缘材料和
设计方法，以提高电气设备的击穿电压。
高压直流输电、太阳能发电
以及电动汽车等新兴技术的发展都对空气间隙的击穿电压提出了新的
需求。
六、结论
空气间隙的击穿电压是电气工程中的一个重要参数，其研究和应用对
于设备的设计和运行至关重要。
通过了解物理学原理和影响因素，可
以更好地理解空气间隙的击穿电压及其应用前景。
今后，随着科技的
进步，人们将不断寻求改进和提高空气间隙的击穿电压的方法与技术，以满足日益增长的电气设备需求，并推动电气工程领域的发展。