如右图所示
25
试验图形分析：
• 首先，大气中少量的正负离子存在；
• 其次，在极间加上电压后，带电离子 oa段:
分别向两极移动，形成电流；
随着电压升高，到达阳极 的带电质点数量和速度也随之 增大。
均匀电场中气体的伏安特性
ab段：
电流不再随电压的增大而 增大因为这时由外界电离因素 在极间产生的带电离子已全部 参加导电，所以电流趋于饱和 。电流密度是极小的，一般只 有10-19 A/cm2，间隙仍处于良 好的绝缘状态。
12
输电线路以气体作为绝缘材料
架空输电线 相与相之间 线路与铁塔之间
13
变压器相间绝缘以气体作为绝缘材料
变压器引出 线之间
14
液体与固体绝缘材料中的气体
15
一.气体电介质的放电特性
2.带电质点的产生
(1) 激发（激励）
原子在外界因素（电场、高温等）作用下,其电子 跃迁到能量较高的状态，但这一过程只有10-8S，非 常短暂。后回到正常状态并发射光子。
叫自持放电。电子雪崩。
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试验图形分析：
电子在电场作用下从阴 极奔向阳极，并与中性分子 碰撞产生电离，由此产生的 新电子也加入其中，使电子 的数目迅速增加，这种迅猛 发展的碰撞电离过程被称为 电子雪崩。
均匀电场中气体的伏安特性
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相关的概念
(1).电子崩 在电场作用下电子从阴极向阳极推进而形成的一群电子。
18
一.气体电介质的放电特性
2.带电质点的产生
（a）碰撞游离
当带电质点具有的动能积累到一定数值后，在与气 体原子（或分子）发生碰撞时，可以使后者产生游离 ，这种由碰撞而引起的游离称为碰撞游离
引起碰撞游离的条件：
1 2
m2
Wi
W i ：气体原子（或分子）的游离能
19
一.气体电介质的放电特性
2.带电质点的产生
21
一.气体电介质的放电特性
2.带电质点的产生 （d）金属表面游离 电子从金属电极表面逸出来的过程称为表面游离
22
一.气体电介质的放电特性
2.带电质点的消失
(1)去游离
a.扩散 带电质点从高浓度区域向低浓度区域运动.
b.复合 正离子与负离子相遇而互相中和还原成中性 原子
c.附着效应 电子与原子碰撞时,电子附着原子形成负 离子
6
21世纪电力发展特点:
发展智能电网（Smart Grid）
就是电网的智能化，它是建立在集成的、高速双 向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术 、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决 策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、 经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要 特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供 满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发 电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效 运行。
7
电气设备的一般特性
1. 设备可靠性随电压升高而下降 2. 设备的体积随电压升高而增大
8
电气设备的一般特性
设备
可靠性
体积
电压 9
高电压技术 张一尘 第一章
气体的绝缘特性
10
概述
➢ 气体 如绝缘气体：空气 1 用于高压电气设备绝缘的介质 ➢ 液体 如油，变压器等
➢ 固体 如绝缘子等
2 绝缘的击穿： 作用在绝缘材料上的电场强度超过某一临界值 而使其失去绝缘性能的现象。
3 气体介质的两大优点
❖ 不存在老化问题；
❖ 击穿后具有完全的绝缘自恢复特 性。
11
一.气体电介质的放电特性
1.空气在强电场下放电特性 气体在正常状态下是良好的绝缘体，在一个立方厘
米体积内仅含几千个带电粒子,但在高电压下,气体从少量 电荷会突然产生大量的电荷,从而失去绝缘能力而发生放 电现象.
一旦电压解除后,气体电介质能自动恢复绝缘状态
23
气体中带电粒子的产生与消失
中性的气体
能量 电离的方式 ➢ 激发
电离 去电离过程 ➢ 带电粒子的扩散
➢ 游离
碰撞电离 光电离
➢ 带电粒子的复合
热电离
➢ 附着效应
表面电离
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第二节 均匀电场中气体间隙的放电特性电子崩与流注
1.汤逊放电理论（又名电子崩理论）. 适用条件:
均匀电场,低气压,短间隙 实验装置：
正常 原子
电场 高温等
激发 原子
+
正常 原子
光子
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一.气体电介质的放电特性
2.带电质点的产生
(2) 游离 原子在外界因素作用下,使其一个或几个电子脱
离原子核的束博而形成自由电子和正离子。
中性 原子
外界能量
+
正离子 电子
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一.气体电介质的放电特性
2.带电质点的产生
游离的方式 a.碰撞游离（电子起主要作用） b.光游离 c.热游离 d.金属表面游离
26
试验图形分析：
bc段：
电流又再随电压的增大而增 大，到达b点后，电流又重新随电 压升高而增大。间隙中出现新的 电离因素，这就是电子的碰撞电 离。
c点:电流急剧突增
均匀电场中气体的伏安特性
随着电压的升高，电流越来
越大。最后达到c点时，电流更急
剧增加到必须依靠外电路的电阻
来限制的地步。放电的这一阶段
1.高电压技术前言及第一章讲 稿(1)
高电压技术
High Voltage Technology
Teacher: 钟云
Cell Phone: 13617917378
office: 信工楼c206
Office hour:每周四上午9-12点
张一尘主编
2
前言 profile
Question time Q1.为什么巨大的电能需要通过高电压输送? Q2.高电压技术学习内容和要求
(2).非自持放电 去掉外界游离因素的作用后,放电随即停止。
(3).自持放电 不需要外界游离因素存在,放电也能维持下去。
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电子雪崩的示意图
-
3
前言 profile
高电压技术作为工程技术中的一门学科的原因：
是因为 大功率、远距离输电
的发展而产生的
4
前言 profile
20世纪电力发展特点:
大机组 大电网 高电压
数据统计：美国 中国 Nhomakorabea俄国单机(千瓦) 120万 90万
90万
电压(千伏) 800 500
765
5
21世纪电力发展特点:
更加可靠 更加开放 更加有效 更加灵活
（b）光游离
由光辐射引起气体原子（或分子）的游离称为光游 离
产生光游离的条件： h Wi
从公式中可得出，：能量取决于光的波长
h:普朗克常数 ν:光的频率
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一.气体电介质的放电特性
2.带电质点的产生 （c）热游离
气体在热状态下引起的游离过程称为热游离
产生热游离的条件：
3 2
KT
Wi
K:波茨曼常数
T:绝对温度