内容提要第一节气体介质的绝缘特性大纲要求研究在电场作用下，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一、空气间隙的击穿机理大家有疑问的，可以询问和交流空气是绝缘体，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？空气为什么会产生电弧？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？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，称为强电场发射。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。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。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。碰撞游离过程示意图电弧的形成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。在标准大气压下，温度为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;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；击穿电压>>(远大于)自持放电电压实例：D/S<2的球间隙、棒棒间隙、棒板间隙从放电的观点如何区分电场的均匀程度：均匀电场：不存在电晕放电，击穿电压等于自持放电电压,与作用时间无关；稍不均匀电场：不能维持稳定的电晕放电，击穿电压等于自持放电电压；极不均匀电场：能维持稳定的电晕放电，击穿电压远大于自持放电电压；四、气体间隙的直流击穿电压和极性效应1.气体状态对击穿电压的影响2.电压作用时间(电压波形)的影响1）均匀电场，空气间隙的击穿电压与电压波形、电压作用时间无关；2）极不均匀电场，雷电击穿电压远大于工频击穿电压3.电压极性的影响4.电场均匀程度的影响5.电极材料和光洁度的影响6.不同气体种类的影响五、SF6气体的绝缘特性▉SF6气体的介电特性六、气体放电的不同形式七、气体中固体介质的沿面放电第二节液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电介质的绝缘特性第四节组合绝缘的耐电特性复习题：