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提高气体介质电气强度的方法
提高气体介质电气强度的方法
一、增加气体介质电气强度的方法
1、控制气体介质温度：由于气体介质对电磁波的传播受制于温度的影响，所以温度的增高使电气强度可以被改变，当温度达到一定值时，由于气体分子的运动会降低电磁波的传播，导致电气强度的降低。
2、增加气体浓度：由于气体介质中的电磁波传播受到气体浓度的影响，在浓度较低时，电磁波可以较为自由地传播，这使得电气强度得到提高；而在气体浓度较高时，电磁波的传播会受到限制，这使得电气强度降低。
3、增加气体介质中的灰尘：灰尘对电磁波的传播具有干扰作用，当气体介质中含有大量灰尘时，电磁波的传播受到较大的阻碍，从而使电气强度得到提高。
4、改变气体介质电导率：气体介质电导率与电气强度有关，当其电导率增大时，电气强度也会增大。
5、改变气体介质中电磁波的频率：电磁波的传播随着其频率的增加而增大，因此，电气强度也会随之增大。
二、减少气体介质电气强度的方法
1、降低气体介质温度：当气体介质的温度降低时，气体分子的运动会减缓，从而导致电磁波的传播也会受到影响，从而使得电气强度得到降低。
2、降低气体介质中的灰尘：当气体介质中的灰尘被清除时，电气强度会有所降低。
3、降低气体介质电导率：电导率的降低会使得电气强度也会降低。
4、降低气体介质中电磁波的频率：当电磁波的频率降低时，电气强度也会有所降低。
一.电介质的电气强度「一」气体放电的基本物理过程㈠带电粒子的产生和消失⑴表征运动的物理量①平均自由行程长度:单位行程中的碰撞次数Z的倒数(电子最大)②带电粒子的迁移率:k=v/E (电子大于离子)③扩散:电子大于离子⑵带电粒子的产生(电离)①光电离②热电离③碰撞电离(主要由电子完成)④表面电离(金属表面电离比空间电离更容易发生)◇阴级表面电离可在下列情况发生:⒈正离子碰撞阴级表面⒉光电子发射⒊热电子发射⒋强场发射⑶附着:电子与中性分子结合成负离子。
气体中带电粒子数不变。
使自由电子数减少⑷带电粒子消失:①带电粒子定向运动②扩散现象③复合㈡气体放电过程＊电子碰撞电离系数α:一个电子沿电场方向运动1cm的行程中所完成的碰撞电离次数平均值＊γ过程:正离子碰撞阴级表面时产生的二次自由电子数自持放电条件:⑴巴申曲线: T恒定:Ub=f(pd)T非恒定:Ub=F(δd)⑵汤逊理论:⑶流注理论:＊初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式＊均匀电场，自持放电条件αd≈20◆汤逊理论与流注理论比较⑷不均匀电场放电过程①划分:电场不均匀系数f=E/Eavf=1 均匀电场f＜2稍不均匀电场f＞4极不均匀②电晕放电:＊现象:淡紫色辉光，嘶嘶噪声，臭氧气味＊危害:电晕损耗，谐波电流，非正弦电压，无线电干扰，可闻噪声，空气的有机合成＊预防途径:设法限制和降低导线表面场强扩径导线或空心导线或分裂导线③极性效应起晕电压:U正棒-负板>U负棒-正板击穿电压:U正棒-负板＜U负棒-正板＊输电线常处于不均匀电场中，击穿发生在正极性半周，进行外绝缘冲击高压实验时，施加正极性冲击电压「二」气体介质的电气强度㈠不同电场下气隙击穿特性⑴均匀电场:①放电即击穿，无电晕，无极性，击穿时间短②击穿场强约为30kv/cm③直流，工频，冲击电压作用下击穿电压均相同，分散性小，β≈1⑵稍不均匀电场:①放电即击穿，无稳定电晕，极性效应不明显②直流，工频，冲击电压作用下击穿电压近似相同，分散性小，β≈1③实例:＊球间隙:d<D/4 电场均匀d>D/4电场不均匀一般在d≦D/2范围内工作＊同轴圆筒r/R<0.1 不均匀r/R>0.1 稍不均匀⑶极不均匀电场:①直流电压:棒板:击穿电压:正棒-负板＜棒-棒<负棒-正板棒棒:无明显极性效应②工频交流:＊击穿在正极性半周峰值附近＊击穿电压:棒-棒（更均匀）>棒-板＊增加气隙长度能提高"棒-板"气隙平均击穿场强，但存在饱和现象③雷电冲击电压＊冲击系数β>1，分散性大＊击穿通常在波尾＊击穿电压:正棒-负板＜棒-棒<负棒-正板④操作冲击电压1.放电时间tb＊上升时间t1:所加电压从0-Us（静态击穿电压）＊统计时延ts:从t1到气隙中出现第一个有效电子＊放电形成时延tf:出现有效电子到间隙击穿tb=t1+ts+tftlag=ts+tf(放电时延)2.冲击电压波形标准化a标准雷电冲击电压全波:非周期性双指数衰减波(1.2/50μs)b标准雷电冲击电压截波:1.2/2~5μsc标准操作冲击电压波:非周期性双指数波(250/2500μs)3.50%冲击击穿电压＊均匀稍不均匀场:U50%≈Us β≈1＊极不均匀场β>14.伏秒特性＊电压不高，击穿在波尾，取峰值为冲击电压＊电压较高，击穿在波头，取瞬时值为冲击电压＊取50%伏秒特性曲线来表征气隙冲击击穿特性＊均匀电场伏秒特性平缓，不均匀电场伏秒特性陡峭5.击穿特性＊220kv的超高压输电系统，按操作过电压下电气特性进行绝缘设计＊各种类型电压中，以操作冲击电压下的电气强度为最小＊极不均匀电场长气隙的操作冲击击穿特性具有显著"饱和"特征(正棒负板最严重) ＊分散性远大于雷电冲击电压(伏秒特性带宽)㈡不同大气条件下击穿特性气压↑，空气密度↑，温度↓，湿度↑ Ub↑湿度越大，水电负性捕捉自由电子数越多，极不均匀场中影响明显㈢沿面放电与污闪事故⑴沿面放电:表面闪络电压要比固体介质本身击穿电压低。
名词解释简答四、名词解释1、巴申定律:反映间隙电压耐受强度与气体压力之间的关系的定律。
2、绝缘的老化:因电场、温度、机械力、湿度、周围环境等因素的长期作用,使电工设备绝缘在运行过程中质量逐渐下降、结构逐渐损坏的现象4、U50%:指某气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值。
5、残压:放电电流通过避雷器时，两端之间出现的电压峰值6．平均自行程长度:单位行程中的碰撞次数Z的倒数即为该粒子的平均自行程长度。
7．沿面放电:沿着固体介质表面发展的气体放电现象。
多发生在绝缘子、套管与空气的分界面上。
8．感应雷过电压:感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备上感应出的过电压。
9．累积效应10．电晕放电:在极不均匀场中，随着间隙上所加电压的升高，在大曲率电极附近很小范围的电场足以使空气发生游离，而间隙中大部分曲域电场仍然很小。
在大曲率电极附近很薄的一层空气中将具有自持放电条件，而放电仅局限在大曲率电极周围很小范围内，整个间隙沿未被击穿。
这种放电现象称为电晕放电。
11．夹层极化:是多层电解质组成的复合绝缘中产生的一种特殊的空间电荷极化 12．绝缘配合:电力系统中用以确定输电线路和电工设备绝缘水平的原则、方法和规定。
13．雷暴日:雷暴日是指某地区一年中有雷电放电的天数，一天中只要听到一次以上的雷声就算一个雷暴日。
14．流注;关于气体电击穿机理的一种理论。
15. 绕击率:绕击率是计算输电线路耐雷水平的重要参数。
16.平均自行程长度17.自恢复绝缘:气体绝缘材料击穿后，经过极短时间就可以自动恢复到击穿前的绝缘水平。
18.保护角:通过地线的垂直平面与通过地线和被保护受雷击的导线的平面之间的夹角。
19.进线段保护:进线段保护就是在接近变电所1~2km的一段线路上架设避雷线20.谐振过电压: 电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压。
自持放电：如果外加电场足够大，初始电子崩中的正离子能在阴极上产生出来的新电子数等于或大于n.,那么即使除去外界电离因子的作用，放电也不会停止，即放电仅仅依靠已产生出来的电子和正离子就能维持下去的放电。
电负性气体：电子与某些气体分子发生碰撞时，电子与中性分子结合形成负离子，像这些易于产生负离子的气体称为电负性气体。
50%中击放电电压：气隙被击穿的概率为50%勺冲击电压峰值，也就是说如果施加10次电压有4到6次击穿，则这一电压就被认为是50%中击放电电压。
爬电比距：夕卜绝缘“相-地”之间的爬电距离与系统最高工作线电压之比。
放电时延：能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子，从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间为统计时延，出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延，二者之和称为放电时延。
1-2汤逊理论认为电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。
所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。
流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸形，流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。
汤逊理论的适用范围是短间隙、低压气隙的放电，流注理论适用于高气压、长气隙电场气隙放电。
1-12户外绝缘子在污秽状态下发生的沿面闪络称为绝缘子的污闪。
绝缘子的污闪是一个受电、热、化学、气候等多方面因素影响的复杂过程，通常可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展等四个阶段。
防止绝缘子发生污闪的措施主要有：1、调整爬距2、定期或不定期清扫3、涂料4、半导体釉绝缘子5、新型合成绝缘子1-131、大气湿度增大时，大气中的水分子增多，自由电子易于被水分子捕获形成负离子，从而使放电过程受到抑制，所以击穿电压增高；而大气湿度增大时，绝缘子表面容易形成水膜，使绝缘子表面积污层受潮，泄漏电流增大，容易造成湿闪或污闪，绝缘子表面闪络电压下降。
提高气体电介质电气强度的方法好嘞，今天咱们来聊聊提高气体电介质电气强度的方法。
这听上去有点高深，不过咱们就像聊家常一样，把它说得轻松点。
咱们得知道，气体电介质就像是电流的“保护罩”，它们让电流在需要的时候乖乖地流动，而在不需要的时候又让它们停下来。
想想，电流就像个调皮的小孩子，有时候真得给他点限制，不然可就闹得天翻地覆。
说到提高电气强度，首先要考虑的是气体的成分。
想象一下，如果气体里掺了点杂质，那电流可就不高兴了。
就像喝水时如果水里有脏东西，谁会想喝呢？所以，咱们得保证气体的纯净。
用纯净的气体来做电介质，这样才能提高电气强度，让电流听话。
就像厨房里做饭，调料加得刚刚好，味道才会棒。
气体的压力也是关键。
压力就像是气体的“心情”，压力高了，气体就紧张，电流也得乖乖地走。
实验室里常常通过增加气体的压力，来提升电气强度。
这就像给小朋友打气，心里有底了，自然勇敢。
再聊聊温度。
温度就像是一把双刃剑，太高了，气体会变得活泼，电流就容易失控；太低了，又可能让气体变得懒洋洋的，电流也不灵光。
所以，找到一个合适的温度，就像调戏火锅的锅底，火候到位，味道才有保证。
听起来是不是有点道理？再有，咱们得看看气体的流动性。
气体流动性强，电流的流动也会顺畅。
就像一条河，水流得顺畅，鱼儿游得开心，反之则是“滞留”，一团糟。
有时候也可以用一些添加剂，给气体加点“料”。
就像做菜时加点香料，不仅能提升味道，还能改善气体的电气特性。
比如，有些材料能降低气体的击穿电压，这样电流就能在更高的电压下安全通过，简直是一举两得。
想想，给电流加点“助力”，它们肯定乐得不行。
还有个方法就是改善电极的设计。
电极就像是气体的“出入口”，如果设计得当，电流的流动就会更流畅。
想象一下，如果电极的形状不规则，电流在通过时就像走迷宫，费劲不说，还容易走错路。
设计师们可以玩点花样，创造出更理想的电极形状，让电流顺畅无阻。
咱们还得提到一些新技术，比如气体电介质的模拟技术。
