电场不均匀系数：为了比较各种结构的电场的不均匀 程度，引入电场不均匀系数 f，它是最大场强Emax和平均 场强Eav的比值。
➢ f<2 ，稍不均匀电场 ➢ f>4 ，极不均匀电场 ➢ f=1 ，均匀电场
极不均匀电场下的极性效应
（1）尖一板电极： 尖为正极性时击穿电压低 尖为负极性时击穿电压高。
（2）尖-尖电极：没有极性效 应，击穿电压介乎极性不同的尖 一板电极之间。
已发现的负离子有：
✓ 负离子的形成起着阻碍放电的作用
带电质点的消失
三种方式： 1、带电质点在电场作用下作定向运动，从而消失于电 极（形成电流）； 2、带电质点的扩散 带电质点从浓度高的地方向浓度低的地方移动，趋向 是使带电质点的浓度变得均匀。 3、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，并还原为原子或分子的过程称为复合。
辉光放电的特点：电流密度较小，放电区域通常占 据整个空间；管端电压较高，不具有短路的特性。
2、电弧放电
外回路阻抗小，电源功率大，放电通道细、且明亮， 管端电压接近于零，这时的放电形式称为电弧放电。
电弧放电的特点：电流密度很大，管端电压很低， 具有短路的特性。
3、火花放电
电弧放电与火花放电的关系：
（1）当外回路中阻抗很大，电源功率不足：火花放电 （2）当外回路阻抗很小、电源功率足够大：强的外电场使阴极放射出电子，称
为场致发射或冷发射。 由于场致发射所需外电场极强，在107 V/cm数量级，
所以在一般气体间隙的击穿过程中不会发生场致发射。 （四）热电子放射
阴极达到很高温度时，电子可获得巨大动能而逸出金 属表面，称为热电子放射。
负离子的形成
✓ 负离子的形成：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于分子，形成了负离子。 ✓ 能够在电子碰撞过程中形成负离子气体，称为电负性 气体。
处于正常状态的气体是一种绝缘介质，但是气 体通常并不是理想的绝缘介质，因为气体中总是 存在少量带电质点。
带电质点的产生
在电场作用下气体间隙中能发生放电现象，说 明其中存在大量带电质点。
带电质点产生的两种形式： ➢ 气体分子的电离 ➢ 金属的表面电离
气体分子的电离：碰撞电离；光电离；热电离
✓ 碰撞电离：在电场作用下，电子被加速而获得动能 ，当电子从电场获得的动能等于或大于气体分子的电 离能时，就有可能因碰撞而使气体分子发生电离，分 裂为电子和正离子。 ✓ 光电离：光辐射引起的气体分子的电离过程称为光 电离。 ✓ 热电离：由分子热运动引起的气体分子的电离。
极不均匀电场中击穿前先发生电晕放电，所以在一 定条件下，可以利用放电自身产生的空间电荷来改善电场 分布，提高击穿电压。
金属表面电离：电子从金属表面逸出称为表面电离。
金属表面电离的主要形式：正离子碰撞阴极；光电效 应；场致发射 ；热电子放射
（一）正离子碰撞阴极 正离子在电场中加速碰撞阴极表面，阴极释放出2个
以上电子，一个和正离子结合成为原子，其余的成为自由 电子。 （二）光电效应
光电效应：金属表面受到光的照射放射出电子，这种 现象称为光电效应。
➢ 沿面闪络：当击穿过程发生在气体与液体或 气体与固体的交界面上时，称为沿面闪络
➢ 击穿电压：引起气体间隙击穿的电压称为击 穿电压。
➢ 临界击穿场强：引起气体发生击穿的电场强 度称为临界击穿场强。
气体放电的4种基本形式
1、辉光放电 2、电弧放电 3、火花放电 4、电晕放电
1、辉光放电
低气压、电源功率小，管内阴极和阳极间整个空间 出现发光现象，这种放电形式称为辉光放电。
1、介质的绝缘特性与电气强度
（1）气体放电的基本物理过程 （2）气体介质的电气强度 （3）静电感应现象 （4）等效电容的应用 （5）固体介质的电导与击穿 （6）液体介质的电导与击穿 （7）关于绝缘材料的电容电流
（8）绝缘介质的介电损耗 （9）电力系统过电压
（1）气体放电的基本物理过程
气体介质是电力系统和电气设备中常用的绝缘 介质。如：空气、SF6气体等。当电场强度达到一 定数值后，气体会失去绝缘能力，从而造成事故。
工频电压下的击穿电压
（1）棒-板电极：击穿总是在 棒的极性为正、电压达到峰值 时发生。
（2）棒-棒电极：没有极性 效应。
（3）棒-棒电极结构击穿电 压略高于棒-板电极。
尖端效应或边缘效应
电极表面的电场强度与其表面电荷密度成正比。在电 极尖端或边缘的曲率半径小，表面电荷密度大，电力线密 集，电场强度高，容易发生局部放电。这种现象称为尖端 效应或边缘效应。
尖端效应或边缘效应是极不均匀电场的重要标志。工 程上常需改善电极形状，避免电极表面曲率过大或出现尖 锐边缘。
提高气体间隙击穿电压的措施
一、改进电极形状以改善电场分布
（1）增大电极曲率半径； （2）改善电极边缘（毛刺、棱角）； （3）使电极具有最佳外形（对称电场 棒-棒类型）。
二、利用空间电荷畸变电场的作用
气体放电试验电路
气体放电过发展过程
电压小于U0：电流数值很小，通常远小于微安级，气 体绝缘性能未被破坏，间隙未被击穿。
电压大于U0：电流数值很大（放电形式与外界条件相 关），U0称为放电起始电压。
巴申定律（巴申曲线）
（2）气体介质的电气强度
气体击穿的极性效应
根据不同的电极结构，电场性质可以分为：均匀电场、 稍不均匀电场、极不均匀电场
气体放电基本概念
➢ 气体放电：气体中存在电流的各种形式统称 为气体放电
处于正常状态的气体是一种绝缘介质，但是气体通常并不是 理想的绝缘介质，因为气体中总是存在少量带电质点。由于气 体中带电质点极少，所以气体仍为优良的绝缘体
➢ 气体击穿：当气体间隙上外施电压达一定数 值，电流突然剧增，气体失去绝缘性能。气体 由绝缘状态突变为导电状态的过程称为击穿。
4、电晕放电
在电极附近电场最强处出现发光层，随着电压升高发 光层逐渐扩大，放电电流也逐渐增大。这种放电称为电晕 放电。
发生电晕放电时，气体间隙的大部分尚未丧失绝缘性 能，放电电流很小，间隙仍能耐受电压的作用。
随着电压升高，最终间隙将被击穿。随后的发展，根 据电源功率的大小而转为电弧放电或火花放电。
气体放电的基本物理过程