高电压技术期末复习资料

第一章

（一）

1、平均自由行程长度影响因素：半径、温度、气压

2、电离（需满足外界能量大于电离能）

碰撞电离：受λ的影响，进而受半径、温度、气压影响

自由电子是碰撞电离的主导因素

光电离

热电离

阴极表面电离

正离子碰撞阴极表面（动能大于2倍逸出功） 3、负离子的形成

附着过程：有时电子和气体分子碰撞非但没有电离出新电子，反而是碰撞电子附着分子，形成了负离子

负离子作用：负离子的形成并没有使气体中带电粒子数改变，但却能使自由电子数减少，因此对气体放电的发展起抑制作用

为什么SF 6比空气易电离

空气中的氧气和水汽分子对电子都有一定的亲合性，但还不是太强；而SF6对电子具有很强的亲合力，其电气强度远大于一般气体，被称为高电气强度气体

4、带电质点的复合

正离子和负离子或电子相遇，发生电荷的传递而互相中和、还原为分子的p

r k T e 2πλ=

过程

⏹ 在带电质点的复合过程中会发生光辐射，这种光辐射在一定条件下又可能成为导致电离的因素

⏹ 正、负离子间的复合概率要比离子和电子间的复合概率大得多。通常放电过程中离子间的复合更为重要

⏹ 一定空间内带电质点由于复合而减少的速度决定于其浓度

（二）

1、电子崩及其过程中带电粒子分布的特点

电子崩：设外界电力因子在阴极附近产生了一个初始电子，如果空间的电场强度足够大，该电子在向阳极运动时就会引起碰撞电离，产生出一个新电子，初始电子和新电子继续向阳极运动，又会引起新的碰撞电离，产生出更多的电子，依此类推，电子数目不断增加，像雪崩似地发展，这种急剧增大的空间电子流称为电子崩

电子崩崩尾为正离子，崩尾有大量的自由电子和少量的正离子

2、电离碰撞电离系数的影响因素（公式1-11）

气体温度不变时，碰撞电离系数：

结论：（1）电场强度E 增大时，α急剧增大

（2）在气压p 较大或较小时，α都较小

原因：e λ很小（高气压）时，单位长度上的碰撞次数很多，但能引起电离的概率很小；反之，当e λ很大（低气压或真空）时，虽然电子很易积累到足够的动

E

Bp Ape -=α

能，但总的碰撞次数很少，因而α也不大。可见在高气压和高真空的条件下，气隙都不易发生放电现象，即具有较高的电气强度。

2、图1-4 如何畸变，带电粒子的分布特点

3、公式1-7，与什么有关

（抵达阳极的电子数）

d 为极间距离 0n 为外界电离因子每秒钟使阴极表面发射出来的初始电子数

而途中新增加的正离子数为：

1)-(ad e n n 0

=

（三）

1、自持放电条件

2、汤逊放电过程的描述

d

e n n α0=()11=-d

e αγ

（四）不考

（五）

为什么气隙间距较大时将会发生流注放电过程（不考流注放电过程） 答：由公式 可知间隙d 较大时将会导致带电离子数n 增多，从而畸变外电场，使得崩头尾电场增强，内部电场减弱，使带电粒子更容易发生复合，发射出光子，产生空间光电离，产生二次电子崩，发生流注放电

（六）

1、电场不均匀系数对击穿电压、起始电压的影响 电场不均匀系数 均匀电场f=1

（1）（稍不）均匀电场：起始电压=击穿电压 f>2

（2）不均匀电场：起始电压<击穿电压

f>4 电场越不均匀，击穿电压b U 和电晕起始电压c U 的差别也就越大 极性相同时，电场越均匀，起始电压o u 越大

2、极性效应（现象、原因）

（1）棒为正极性时电晕起始电压c U 比负极性时高

d

e n n α0=

av

E E f max =

U比正极性时高

（2）棒为负极性时击穿电压b

（七）不考

第二章

（一）

1、稍不均匀电场的击穿特性（图2-2，能够说明原因）

（不同直径D的球隙击穿电压峰值

U与球间距离d的关系）

b

（1）当d＜D/4，电场相当均匀，直流电压、工频电压及冲击电压作用下，击穿电压都相同

（2）当d ＞D /4，大地对电场的畸变作用使间隙电场分布不对称，

b U 有极性

效应 （3）电场最强的电极为负极性时的击穿电压

b U 略低于正极性时的数值

（4）同一间隙距离下，球电极直径越大，由于电场均匀程度增加，击穿电压b U 也越高

（二）不考（三）

解释气温T 、气压P 如何影响气体的击穿特性

气温T 下降或气压P 上升→空气相对密度δ 增大→e λ减小→碰撞

离条件 ↓→碰撞电离系数α减小→击穿电压b U 增大

空气相对密度和湿度对

b U 的影响 气隙击穿电压b U 随空气相对密度δ增大而提高

大气湿度越大，气隙的击穿电压b U 也会增高

（四）

提高气体电气强度的方法

（1）改进电极形状以改善电场分布 （减小最大电场强度、改善电场分布、提

高气隙的b U ）

（2）利用空间电荷畸变电场的作用 （细线效应）

（3）极不均匀电场中屏障的采用 （屏障拦住与电晕电极同号的空间电荷，使

得电晕电极与屏障间的空间电场强度减小，使整个气隙电场分布均匀化）

（4）采用高气压（分子密度增大，提高气压减小电子的自由行程长度，不利于

分子动能的累积，削弱和抑制电离过程）

（5）采用高真空（使电子自由行程长度减小且分子密度减小，碰撞技次数减少，

i e W x Eq ≥i