电气绝缘基础知识
绝缘子基础知识问答
1. 绝缘子的结构如何 ? 它的作用是什么 ?答 :绝缘子 ( 俗称瓷瓶 ) 由瓷质部分和金具两部分组成 , 中间用水泥粘合剂胶合。
瓷质部分是保证绝缘子有良好的电气绝缘强度 , 金具是固定绝缘子用的。
绝缘子的作用有两个方面 : 一是牢固地支持和固定载流导体 , 二是将载流导体与地之间形成良好的绝缘。
它应具有足够的绝缘强度和机械强度 , 同时对化学杂质的侵蚀具有足够的抗御能力 , 并能适应周围大气条的变化 , 如温度和湿度变化对它本身的影响等。
变电站及架空线路上所使用的绝缘子有针式绝缘子、支柱绝缘子、瓷横担绝缘子以及高压穿墙套管。
2. 什么叫爬距 ? 什么叫泄露比距 ?答 :爬距和泄露比距都是外绝缘特有的参数。
沿外绝缘表面放电的距离即为电的泄露距离 , 也称爬电距离 , 简称爬距。
泄露距离乘以有效系数再除以线电压即为泄露比距 , 即λ=KL/U式中 : λ为泄露比距 ;K 为有效系数 ;L 为泄露距离 ;U 为线电压。
3. 什么是沿面放电 ?答 :电力系统中有很多悬式和针式绝缘子、变压器套管和穿墙套管等 , 他们很多是处在空气中 , 当这些设备的电压达到一定值时 , 这些瓷质设备表面的空气发生放电 , 叫做沿固体介质表面放电 , 简称沿面放电。
当沿面放电贯穿两极间时 , 形成沿面闪络。
沿面放电比空气中的放电电压低。
沿面放电电压和电场的均匀程度、固体介质的表面状态及气象条件有关。
4. 什么叫闪络 ? 引起污闪的原因是什么 ?答 :固体绝缘周围的气体或液体电介质被击穿时 , 沿固体绝缘表面放电的现象 , 称为闪络。
在脏污地区的瓷质绝缘子表面落有很多工业污秽颗粒 , 这些污秽颗粒遇潮湿会在瓷表面形成导电液膜 , 使瓷质绝缘的耐压显著下降 , 闪络电压变得很低 , 这是瓷质绝缘在污湿条件下极易闪络的原因。
污和潮是污闪的必要条件 , 瓷绝缘只脏不湿不会引起闪络。
5. 如何防止变电站的绝缘子污闪 ?答 :(1) 增加基本绝缘。
高压试验-第二章 电气绝缘基础知识
电弧放电
放电电流密度大，温度高，具有亮而细长放电 弧道，弧道电阻小，似短路 放电回路阻抗大，放电时断时续
500千伏线路进行短路试验
火花放电
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外电路阻抗大，压降大，间隙多次被击穿
电气绝缘基础知识
第一节 气体介质的绝缘特性
八、气体放电的不同形式
极不均匀电场环境中
电晕放电
空气间隙电场极不均匀，在电极附近强电场处 出现的局部空气游离发光现象，电流小，整个 空气间隙并未击穿，仍能耐受电压作用 电晕放电后压力增大，产生刷状放电
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电气绝缘基础知识
第二节 液体介质的绝缘特性 电气设备对液体介质的要求 电气性能好：如绝缘强度高、电阻率 高、介质损耗及介电常数小（电容器则要 求介电常数高）； 散热及流动性能好：即粘度低、导热 好、物理及化学性质稳定、不易燃、无毒 等。
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电气绝缘基础知识
第二节 液体介质的绝缘特性
一、液体绝缘介质的种类
矿物油
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电气绝缘基础知识
第二节 液体介质的绝缘特性
一、液体绝缘介质的种类
有些纯净的植物油也具有良好的电气绝缘性能。 例如蓖麻油，由于其绝缘性能好，介电系数 ε 较 高，因此也可用作电力电容器的浸渍剂，此外， 如广泛使用的绝缘漆，也是由植物液体加工制成， 在变压器等电气设备中普遍使用。 由人工合成的液体绝缘材料。由于矿物绝缘油是 多种碳氢化合物的混合物，难以除净降低绝缘性 能的成分，且制取工艺复杂，易燃烧，耐热性低， 因而人们研究、开发了多种性能优良的合成油。 如有机硅油和十二烷基苯等。
流注理论：
前部电场加强Leabharlann 碰撞游离 反击发 复合电子崩
中部电场减弱 尾部电场加强
两侧
崩尾 产生光子
电气绝缘基础知识
UF=f(ps)
三.不均匀电场中气隙的放电特性
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 电晕起始电压 开始出现电晕时电极表面的场强 开始出现电晕时的电压
电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式
2. 伏秒特性 (1) 定义
(3)气体放电规律：由非自持放电 发展为自持放电。
1）非自持放电：依靠 外界电离维持的放电。
(4)气体间隙 放电分为
2）自持放电：依靠电 场本身的作用维持的 放电
二.气体放电的两个理论
1.汤逊放电理论. 适用条件:均匀电场,低气压,短间隙 实验装置
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
正确 错误
B
提交
五、影响气体间隙击穿电压的因素
1、气体的状态：湿度大，击穿电压增大。 2、电压作用时间：均匀电场与时间无关；雷电比工频 击穿电压高很多。 3、电压的极性：棒板间隙与极性有关。 4、电场均匀程度：越均匀击穿电压越高。 5、电极材料和光洁度：铝电极比不锈钢的击穿电压低， 越光洁击穿电压越高。 6、不同气体种类：如SF6气体
电子从金属电极表面逸出来的过程 称为表面游离
单选题
气体热状态下引起的电离称为（ ）。
A
碰撞电离
光电离 热电离 表面电离
B
C
D
提交
(4)去游离 a.扩散 b.复合 带电质点从高浓度区域向低浓度区域运动. 正离子与负离子相遇而互相中和还原成中性原子 电子与原子碰撞时,电子附着原子形成负离子
c.附着效应
4. 高度的影响
随着高度增加,空气逐渐稀薄,大气压力及空气 相对密度下降,间隙的击穿电压也随之下降.
电气绝缘知识,你知道多少
电气绝缘知识，你知道多少一、绝缘基础知识绝缘是指利用绝缘材料和构件将不等的导体分隔开，使其没有电气连接电机以保持不同的电位，从而保证带电部件能够正常运行。
绝缘是电气设备结构中的重要组成部分。
具有护套作用的材料称为绝缘材料（电介质），电气设备的绝缘就是各种绝缘材料构成的。
电力系统正常人运行时，身处电气设备绝缘是长期处在工作电压作用之下的。
但是，由于各种原因，电力线路中的电压有时会出现中均短时升高的现象，即产生过电压。
过电压可分为：雷电过电压和内所过电压。
雷电过电压：由于设备雷击造成的或在设备附近发生雷击而感应产生的过电压；内过电压有分为暂时过电压和操作过电压。
暂时过电压低电压是由于系统中发生事故或发生谐振而引起的过电压；过电压操作过电压是由于系统中会的操作（投、切）引起的过电压。
过电压的作用时间虽然很短，但过电压的数值却大大超过正常工作电压，因此，易造成绝缘的摧残。
所以，设备绝缘应能耐受工作电压的持续作用外，还必须能耐受过电压的作用。
为了电气设备安全可靠地运行，除应搞清楚过电压的数值、波形等参数并设法降低或限制作用于设备上的过电压的数值外，还要保证及提高绝缘本身的耐受电压，这两个方面就构成了大多高电压技术的主要内容。
如何保证及提高设备绝缘的耐受电压，设计出高母廖氏先进的绝缘结构则是高电压绝缘所讨论的内容。
在工作电压和过电压作用下，绝缘会发生电导、极化、损耗、老化、放电击穿等现象。
为了设计出技术先进、经济合理而又安全可靠的绝缘结构，首先掌握各类绝缘材料在电场作用下的电气物理性能，绝缘材料在强电场中的击穿特性及其规律尤为重要。
只有知道了绝缘材料本身耐受电压功率的规律随后，才能进行绝缘的设计（考虑绝缘结构、选择绝缘距离或绝缘厚度等）。
其次，绝缘腐蚀的破坏决定于作用在其上的电场强度，在满足电气设备基本要求的其要求前提下所，应设法改善绝缘结构中，使其电场分布尽可能地均匀，以减少电场强度。
另外，采用新型绝缘材料。
电气安全防护知识培训(105页)
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1. 线路安全距离
（3）室内线路 室内低压配电线路是指1kV以下的动力和照明配电线路。室内低压线路有
多种敷设方式，间距要求各不相同。
电气安全防护培训
目录
1 绝缘防护 2 屏护、间距及安全标志 3 保护接地 4 接地装置 5 保护接零 6 漏电保护 7 静电防护
1 绝缘防护
绝缘通常可分为三种： 气体绝缘、液体绝缘、固体绝缘。
绝缘防护是最基本的安全防护措施之一。所谓 绝缘防护就是使用绝缘材料将带电导体封护或 与人体隔离，使电气设备及线路能正常工作， 防止人身触电事故的发生。
10及以下
1.0
154～220
4.0
35（20～44）
2.5
330
5.0
60～110
3.0
500
6.0
1. 线路安全距离
（2）电缆线路 直埋电缆埋设深度不应小于0.7m ，并应位于冻土层之下。当电缆与热力
管道接近时，电缆周围土壤温升不应超过10℃，超过时，须进行隔热处理。
电缆之间、电缆与管道、道路、建筑物之间平行和交叉时的最小安全距离
绝缘防护的实例
类型
图例
绝缘子
电线管及管 件
工具绝缘手 柄
说明
绝缘子用来紧固导线，保护导线 对地的绝缘。绝缘子有低压绝缘 子和高压绝缘子两类。
电气绝缘基础知识
电气绝缘基础知识电气绝缘是指在高电压、高电流和强磁场环境中，能够保持电路之间的绝缘状态，保证电路中电子设备的正常运行。
电气绝缘是现代电子工程和电力系统中不可或缺的基本要求。
一、电气绝缘的原理电气绝缘的原理主要基于两个因素：电导率和介电常数。
电导率是指材料传导电流的性能，而介电常数则表示材料在电场中的极化能力。
电气绝缘材料通常具有较高的电导率和介电常数，能够有效地阻挡电流的通过，从而保持电路之间的绝缘状态。
二、电气绝缘材料的选择在选择电气绝缘材料时，需要考虑其电气性能、机械性能、耐候性和环境适应性等方面。
常用的电气绝缘材料包括：塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等。
不同的材料具有不同的特点和应用场景，需要根据具体需求进行选择。
三、电气绝缘的测试为了保证电气绝缘的性能和质量，需要进行一系列的测试。
其中包括：耐电压测试、绝缘电阻测试、介质损耗测试等。
耐电压测试是为了检验电气绝缘材料在高压电场中的绝缘性能；绝缘电阻测试是为了检测材料的电阻值和绝缘性能；介质损耗测试则是为了评估材料的损耗因子和绝缘性能的稳定性。
四、电气绝缘的重要性电气绝缘是保证电力系统安全运行的重要因素之一。
如果电气绝缘失效，会导致电路短路、设备损坏甚至人员伤亡等严重后果。
因此，加强电气绝缘的维护和管理，是保障电力系统和电子设备安全运行的重要措施。
电气绝缘是电力系统和电子设备正常运行的基础，需要充分了解其原理、材料选择、测试方法和重要性等方面。
只有做好电气绝缘的维护和管理，才能确保电力系统和电子设备的安全稳定运行。
一、电气CAD概述电气CAD，全称电气计算机辅助设计，是计算机技术应用于电气工程领域的一种新型设计方法。
它使得电气工程师能够更高效地进行设计、模拟和分析，极大地提高了设计效率和质量。
二、电气图的基本组成电气图主要由以下几个基本元素构成：1、图纸：电气图的基础，通常由一张或若干张图纸组成，用来表示各种电气元件、设备以及它们之间的连接关系。
2、元件：包括各种电气元件，如电阻、电容、电感、开关、电机等。
绝缘配合基础知识
2、绝缘配合的基本原则
GB311.1《高压输变电设备的绝缘配合》：
按照电力系统中出现的各种电压（工作电压和 过电压）和保护装置的特性来确定电气设备的 绝缘水平，称为绝缘配合。
额定绝缘水平：在规定条件下，用来度量电器 及其部件的不同电位部分的绝缘强度，电气间 隙和爬电距离的标准电压值，包括额定雷电冲 击耐受电压、额定短时工频耐受电压和额定操 作冲击耐受电压。最高电压Um≤252kV的电气 设备的额定绝缘水平用额定雷电冲击耐受电压 和额定短时工频耐受电压来表征。
主要内容
1、标准电压等级 2、绝缘配合的基本原则 3、绝缘特征与环境因素
1、标准电压等级
按照GB156《标准电压》和GB/T11022《高压开关设备和控制设备标准的共 用技术要求》的规定，我国三相交流电网标称电压和电气设备额定电压及电 气设备的最高电压，如表所示，
分 系统标称电压 电气设备的最高
设备纵绝缘的额定短时工频耐受电压一般等于 相应的相对地绝缘的耐受电压值，但隔离断口 的耐受电压可高于相对地绝缘的耐受电压值。
对周围环境空气温度高于40oC处的设备，其外绝缘在 干燥状态下的试验电压应取标准规定的额定耐受电压 值乘以温度校正因数 K f ，
K f 1 0.0033(T 40)
（1）工频运行电压和暂时过电压下的绝缘配合：
a、工频运行电压下电气装置电瓷外绝缘的爬电距离 应符合相应环境污秽分级条件下的爬电比距要求；
b、变电所电气设备应能承受一定幅值和时间的工频 过电压和谐振过电压。
（2）操作过电压下的绝缘配合。以计算用最大操作过 电压为基础进行绝缘配合。
（3）雷电过电压下的绝缘配合。以避雷器雷电保护水 平为基础进行配合。
GB/T5582《高压电力设备外绝缘污秽等级》规 定了户外设备最小公称爬电比距分级数值，见 表。
绝缘材料知识讲座
绝缘材料知识讲座一、绝缘材料基础知识1.简介本文所述的绝缘材料是电工绝缘材料。
按国家标准GB2900.5规定绝缘材料的定义是：“用来使器件在电气上绝缘的材料”。
也就是能够阻止电流通过的材料。
它的电阻率很高，通常在10～10Ω·m的范围内。
如在电机中，导体周围的绝缘材料将匝间隔离并与接地的定子铁芯隔离开来，以保证电机的安全运行。
绝缘材料是电工器材中使带电体与其他部分隔离的材料。
常用的固态材料有绝缘套管.绝缘纸、层压板、橡皮、塑料、油漆、玻璃、陶瓷、云母等。
常用的液态材料有变压器油等。
气态材料中以空气、氮气、六氟化硫等用得较多。
绝缘材料：电阻率为109～1022 Ω·Cm 的物质所构成的材料在电工技术上称为绝缘材料，又称电介质。
简单的说就是使带电体与其他部分隔离的材料。
绝缘材料对直流电流有非常大的阻力，在直流电压作用下，除了有极微小的表面泄漏电流外，实际上几乎是不导电的，而对于交流电流则有电容电流通过，但也认为是不导电的。
绝缘材料的电阻率越大，绝缘性能越好。
绝缘材料在电工产品中是必不可少的材料。
例如一台300MW汽轮发电机就需绝缘漆10t、云母制品8t、层压板5t、漆布和薄膜约1t；一台3200kW的变压器所需绝缘材料占其总质量的34%；一台10kV的高压断路器所需绝缘材料占其总量的18%。
按我国发电设备装机容量及与之配套的电工设备的绝缘材料消耗定额平均为65t/10MW，由此可见绝缘材料在电工设备中所占比例是很大的。
大体上，电机、电器设备都是由导体材料、磁性材料、绝缘材料和结构材料构成的。
除绝缘材料之外，其他都是金属材料。
电机、电器在运行中，不可避免地要受到温度、电、机械的应力和振动，有害气体、化学物质、潮湿、灰尘和辐照等各种因素的作用。
这些因素对绝缘材料比对其他材料有更显著的作用。
可以说，绝缘材料对这些因素更为敏感，容易变质劣化，致使电工设备损坏。
所以绝缘材料是决定电机、电器运行可靠性的关键材料。
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气体分子本身的电离和气体中的固体和液体金属 的表面电离
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先思考： 为 什 么 绝 缘 体 不 导 电 ， 而导体能够导电？
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为什么绝缘体不导电，而导体能够导电？
绝缘体内部： 原子核周围的电子被原子核牢牢束缚，称
为束缚电子；
导体内部： 存在大量脱离原子核束缚的电子,称为自由
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2、巴申定律 UF=f（pS） 在均匀电场中，气体的间隙距离一定，间
隙的击穿电压与气体的压力有关
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三、电场是否均匀度为20℃ 均匀电场空气间隙的击穿场强大约为：
30kV/cm 不均匀电场空气间隙的击穿场强大大下降:
空间间隙距离大于50cm 负极性的直流平均击穿场强: 10kV/cm; 正极性的直流平均击穿场强: 4.5kV/cm;
放电，但间隙并不被击穿，必须增高电压， 才可以击穿间隙。
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重点概念： 碰撞电离、电子崩、二次电子崩、流注、
自持放电、非自持放电、阳极流注、阴极 流注
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二、均匀电场中击穿电压与气体密度的关系 1、气体间隙击穿电压与气体密度的关系 在温度不变的条件下： 压力越大，密度越大，电子的自由行程 短，间隙不容易被击穿，击穿电压升高； 反之，击穿电压减小。 但，气体过于稀薄，碰撞次数太小，导 致击穿电压升高。
电工进网作业许可考试
第二章 电气绝缘基础知识
安庆培训基地 汪辉
内容提要
第一节 气体介质的绝缘特性 第二节 液体介质的绝缘特性 第三节 固体介质的绝缘特性 第四节 组合绝缘的耐电特性 思考题与习题
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第一节 气体介质的绝缘特性 一、空气间隙的击穿机理 二、均匀电场中气体间隙击穿电压与气体密度 的关系 三、电场是否均匀对空气间隙击穿电压的影响 四、气体间隙的直流击穿电压和极性效应 五、冲击电压作用下的空气间隙的击穿电压
空气间隙的击穿机理和影响空气击 穿电压的各种因素。
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第一节 气体介质的绝缘特性
研究在电场作用下，气体间隙中带电离子 的形成和运动过程
气体间隙中带电离子是如何形成的； 气体间隙中带电通道是如何形成的； 带电通道形成后，又是如何维持持续放电的
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一、空气间隙的击穿机理
1、电离（游离）
定义：电子脱离原子核的束缚使原子成为自由电 子和正离子的过程。
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三、电场是否均匀对空气间隙击穿电压的影响
稳态电压：持续作用电压，指的是工频交流和直流电压 1、均匀电场在稳态电压下的击穿特性 1）没有极性效应；2）与电压作用时间无关；3）不会出现
电晕放电 2、不均匀电场在稳态电压下的击穿特性 稍不均匀电场：不能维持稳定的电晕放电；
与均匀电场一样击穿电压=自持放电电压 实例：D/S≥2的球间隙、GIS的母线 极不均匀电场：能维持稳定的电晕放电；
电子。
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思考：
空气是绝缘体，那么触头之间的空气为什么 会产生电弧，从而形成了一个导电的通道呢？
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空气为什么会产生电弧？
这是由于,此时的空气中 出现了大量的自由电子，我 们称空气被游离了，游离状 态下的空气和导体一样具有 导电性能。
游离——中性质点转化为带电质点 （自由电子和 正离子） 。
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③碰撞游离（形成电弧的原因）
具有很高的速度和巨大的动能的电子，不断地与空 气（或其他绝缘介质）的原子或分子发生碰撞，使原 子核周围的束缚电子释放出来，形成自由电子和正离 子称为碰撞游离。
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思考：什么叫碰撞游离？
自由电子在强电场的作用下，加速向阳 极运动，这些具有很高的速度和巨大的动能 的电子，不断地与空气（或其他绝缘介质） 的原子或分子发生碰撞，使原子核周围的束 缚电子释放出来，形成自由电子和正离子， 这种现象就称为碰撞游离。
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碰撞游离连续进行就可能导致触头间 充满了带电质点即大量的电子和正、负离 子，具有很强的电导性。
此时在外加电压作用下，触头间介质 就会被击穿而形成导电的电弧通道。
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碰撞游离过程示意图
自由电子向阳 极加速运动
碰撞出新的 自由电子
阴极
阳极
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电弧的形成
④热游离（维持电弧燃烧的原因）
空气（或其他绝缘介质）分子在电弧极高温度下产 生迅速的不规则运动，具有很大的动能，相互碰撞,游 离出自由电子和正离子称为热游离。
称为强电场发射。
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②热电子发射（在触头间产生自由电子的原
因之二）
触头即将分开的瞬间，触头之间的压力以及接触面 积减小，接触电阻（Ｒc）增大，电流（I）通过此接触 电阻，使得电能损耗（I2Rc）增大。
在触头表面出现炽热点，温度极高，使得自由电子 能量增加，运动加剧，阴极表面就会有电子跑出，形成 热电子发射。
带点粒子在足够大的电场作用下，高速运动 并不断加速，出现强烈的碰撞电离，形成电子崩， 由许多电子崩产生大量正负带电质点混合的离子 通道即流注，当流注把空气间隙的两极接通时， 整个间隙随之击穿。
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整个过程： 碰撞电离 电子崩（非自持放电） 二次电子崩 流注 间隙被击穿 在均匀电场中发生自持放电，间隙即被击穿； 在极不均匀电场中发生自持放电，会发生电晕
电弧的温度极高，如前所述，可达到几千甚至上 万摄氏度，空气（或其他绝缘介质）分子在此高温作 用下，产生迅速的不规则运动，具有很大的动能，相 互碰撞,游离出自由电子和正离子，形成热游离，增加 了开关电器熄灭电弧的难度。
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2、空气间隙的击穿过程
（1）碰撞电离 （2）电子崩 （3）非自持放电和自持放电 （4）流注
思考：
在切断电路时，空气（或其他绝缘介质 ）是如何由绝缘状态转变为导电状态（即游 离状态）的呢？
电弧电流
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游离过程主要有以下四种形式：
①强电场发射（在触头间最初产生自由电
子的原因之一） 在开关触头刚刚分离的瞬间，当电场强
度E（E=U/s）超过3×106伏/米以上 金属触头阴极表面的电子被电场力拉出，
3
六、影响气体间隙击穿电压的各种因素 七、六氟化硫（ SF6 ）气体的绝缘特性 八、气体放电的不同形式 九、气体中固体介质的沿面放电
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大纲要求
1.掌握气体介质的击穿机理; 2.熟悉影响气体介质击穿的主要因素; 3.了解气体放电的不同形式 4.掌握气体中固体介质的沿面放电
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本节重点介绍：