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●汤逊理论和流注理论的主要区别在哪里？它们各自适用的范围？流注理论与汤逊理论的主要区别事：汤逊理论没有考虑到正离子对空间电场的畸变作用和光游离的影响。
流注理论适用于解释大气压力条件下的气体放电现象。
汤逊理论适用于解释低气压、小间隙条件下的气体放电现象。
●流注理论与汤逊理论在解释大气条件下，气体放电的主要区别有以下几个方面：1放电时间不同：按汤逊理论计算出来的击穿放电所需时间比实测放电时间大10-100倍：2阴极材料的性质在放电过程中所起的作用不同：按汤逊理论介绍阴极材料性质在击穿过程中起着重要作用，然而在大气压力下的空气中，间隙击穿过电压与阴极材料的性质无关。
3放电形式不同，按汤逊理论，气体放电应在整个间隙均匀连续的发展，但在大气中气体击穿时，会出现有分支的明亮细通道●气体中带点质点的产生和消失的主要方式有哪些？各有何特点？：气体中带点质点产生的主要方式有1碰撞游离：在电场作用下带点质点得到加速，并与气体分子相碰撞，当其能量足够时，可使气体分子游离。
2光游离：光辐射引起气体分子游离的过程称光游离3热游离：热游离是指由气体热状态引起的游离过程，一般在高温下发生的4负离子的形成：由于电子与气体分子相遇时被分子吸附形成的。
负离子对放电起阻碍作用。
●气体中带电质点消失的主要方式有：1扩散：当气体中带电质点分布不均匀时，则会由其浓度高处向浓度低处移动使其趋于均匀。
这种运动是由热运动造成的。
2复合：正负带电质点相遇，电荷彼此中和变为中性分子的过程●气体放电主要有哪些形式及特点？1光辉放电：在低气压，电源功率小时，产生的气体放电。
放电强度弱，光均匀地充满整个空间。
2火花放电：在高气压，电源功率小时，产生的气体放电。
放电强度大，光有明亮的分支3电弧放电：在高气压，电源功率大时，产生的气体放电，放电强度大，电弧温度极高，产生大量的热4电晕放电：在极不均匀电场中，在曲率半径小的电极表面发生气体的游离放电现象●绝缘的缺陷可分为哪几类？什么事绝缘的老化？答：（1）集中性缺陷（2）分部性缺陷绝缘的老化是指电气设备中的绝缘材料，在长期远行中受各种因素影响和应力作用，其物理、化学、电气和机械等性能逐渐发生不可逆的劣化。
1-2简要论述汤逊放电理论。
答: 设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于α过程，电子总数增至个。
假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有d e α（－1）个正离子。
这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．按照系数的d e αγ定义，此（－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出（－1）个新电子，则(-deαγdeαdeα1)个正离子撞击阴极表面时，至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子，则放电达到自持放电。
即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(-1)=1或＝1。
de αγdeα1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？答:（1）当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。
随着电压的逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。
当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。
于是在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而略为加强了外部空间的电场。
这样，棒极附近的电场被削弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。
（2）当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，造成电子崩。
当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。
一部份电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子所吸附形成负离子。
电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极，但由于其运动速度较慢，所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。
结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，而在其后则是非常分散的负空间电荷。
负空间电荷由于浓度小，对外电场的影响不大，而正空间电荷将使电场畸变。
棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件易于得到满足、易于转入流柱而形成电晕放电。
1-5操作冲击放电电压的特点是什么？答：操作冲击放电电压的特点：（1）U 形曲线，其击穿电压与波前时间有关而与波尾时间无关；（2）极性效应，正极性操作冲击的50％击穿电压都比负极性的低；（3）饱和现象；（4）分散性大；（5）邻近效应，接地物体靠近放电间隙会显著降低正极性击穿电压。
摘要脉冲电晕等离子体技术以其投资少，占地面积小，效果好等优点迅速成为一种新型的热门的污染物处理方法。
等离子体反应器作为脉冲电晕放电等离子体技术关键部分之一，对整套污染物处理系统的正常运行以及处理效果等方面起着很重要的作用。
本文分别对有限元法分析等离子体反应器的电场分布以及等离子体反应器的水力计算两个方面进行了研究。
电场分析所得的结论如下：不同形状的反应器，同一研究区域内的电场分布不同。
改变电晕线半径，高压极间距，高低压极间距可改变研究区域内的电场分布。
具体来讲，针-板反应器强放电区出现在针尖附近，其空间电场分布沿针尖-平板方向急剧衰减。
线-线反应器的场强分布随星形线的减小而增大，并且存在一个合理的值（l / d=0.6~1）使低压极处电场强度最大。
线-板反应器的场强分布随线板距的减小而增大。
圆筒反应器的空间电场分布最为均匀，正六边形反应器的场强分布和其类似。
当正六边形反应器边长的在某个特定的范围内（a=20~30），可以取代同等半径的圆筒形反应器进行污染物处理。
水力计算所得结论如下：管径越大，压力损失越小。
同等管径下圆筒形和正六边形管压力损失差别不大。
结合两个方面的内容以及实际情况，得出边长28.9mm的六边形蜂窝状反应器可以作为待参选的反应器并进行下一步研究的结论。
关键词：等离子体反应器有限元分析电场分析水力计算AbstractPulsed corona discharge plasma technology has been a hot method because of its advantages,such as little investment,little floor area,high-activity treatment and so on.As a part of key components of pulsed corona discharge plasma, plasma reactor played an important role of offering regular service and efficiency treatment. Two aspects were researched in this paper: distribution of electric-field intensity and hydraulic calculation of the plasma reactors.From the perspective of the electric-field intensity analysis, the results obtained as follows: Different reactors, different distributions of electric-field intensity. Distributions of electric-field intensity in areas investigeatd linked with radius of electrodes, distance between high-voltage electrodes, and distance between the high-voltage electrode and the low-voltage electrode. Specifically,for the needle-plate electrode reactor,intensive discharge area apeared nearby its tip, and distributions of electric-field intensity in areas investigeatd had rapid attenuation.For the line-line electrode reactor, its distributions of electric-field intensity increased when the radius of high-voltage electrode reduced.And there is an appropriat value for the maximization of electric-field intensity of the low-voltage electrode.For the line-plate electrode reactor,its distributionsof electric-field intensity increased when the distance between high-voltage electrode and low-voltage electrode reduced.Distribution of electric-field intensity of cylinder reactor is most homogeneous,and hexagonal reactor’s is similar with it.If it’s length of side belongs to a certain range (a=20~30), hexagonal reactor can replace cylinder reactor to treat the pollution.From the perspective of hydraulic calculation, we can infer that bigger the pipe diameter, less pressure lose.And there was no obivious distinctiveness with pressure lose for the cylinder reactor and the hexagonal reactor.Combining the above contents and the actual situation, conclusions are given that the hexagonal honeycomb-shape reactor (length is 28.9mm) is suitable one that is worthy for further study.Keywords:Plasma Reactor Finite element analysisElectric field analysis Hydraulic calculation独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
高电压技术试题一、填空（35分，每空1分，请选填35空）（1）带电质点可由碰撞、光、热和表面形式的游离形成。
（2）与均匀电场的放电过程相比，极不均匀电场的放电具有电晕放电和极性效应的特点。
（3）影响气体间隙击穿电压的主要因素有电场形式、电压波形和气体的性质和进行分流。
（13）雷电侵入波侵入变电站后，站内电气设备上过电压大小与避雷器的残压、侵入波的陡度以及设备与避雷器的距离有关。
变电站进线段的作用时限制流过避雷器的雷电流幅值和降低侵入波陡度。
（14）限制内部过电压的措施主要有线路上装设并联电抗器、带并联电阻的断路器和避雷器。
二、简述题（共30分，每题6分）（1）叙述汤逊理论的基本观点和流注理论的基本观点以及它们的适用范围。
答：汤逊理论只适用于pd值较小的范围，流注理论只适用于pd值较大的范围，两者的过渡值为pd≈26.66kPacm。
（1分）汤逊理论的基本观点是：电子的碰撞电离是气体放电时电流倍增的主要过程，而阴极表面的电子发射是维持放电的重要条件。
（2分）流注理论的基本观点：①以汤逊理论的碰撞电离为基础，强调空间电荷对电场的畸变作用，着重于用气体空间的光电离来解释气体放电通道的发展过程。
②放电以起始到击穿并非碰撞电离连续量变的过程，当初始电子崩中离子数达到108以上时，要引起空间光电离这样一个质的变化，此时由光子造成的二次崩向主崩汇合而形成流注。
③流注一旦形成，放电就转入自持。
（3分）（2）气体间隙的伏秒特性是怎样制定的？间隙的伏秒特性和电场分布有何关系？答：绘制气隙伏秒特性的方法，其步骤是保持冲击电压波形不变，逐级升高电压使气隙发生击穿，记录击穿电压波形，读取击穿电压值，U与击穿时间t。
注意到当电压不很高时击穿一般在波尾时间发生，当电压很高时，击穿百分比将达100%，放电时延大大缩短，击穿可能在波前发生，以图中三个坐标点为例说明绘制方法，击穿发生在波前时，U与t均取击穿时的值（图中2、3坐标点）。
第五章、汤生放电理论与气体的击穿前面介绍了气体放电中带电粒子的产生与消失的机理，这是气体放电中的两个重要过程。
本章将以上述理论为基础，讨论气体放电。
气体放电的分类：从维持放电是否必须有外界电离剂分类：①自持放电---外界电离剂存在与否都能正常放电；②非自持放电---只有外界电离剂存在情况下才能正常放电。
按放电是否随时间变化可分为：稳态放电和非稳态放电。
直流激励下的放电为稳态放电，交流或脉冲激励的放电为非稳态放电。
在所有的气体放电中，直流放电是最简单，也是最基本的放电形式，所以本章中主要以直流放电为例来介绍气体放电理论。
§5.1直流气体放电的伏-安特性及被激导电一、气体放电的伏-安特性伏-安特性是气体放电的宏观参数，通过气体放电的伏-安Array特性曲线可以对气体放电过程有一初步认识。
测量气体放电伏—安特性曲线的实验装置如图5.1。
气体放电管中两电极的间距为50cm，电极极板为面积为10cm2的两平行平面圆形铜极板。
充以133Pa(1Torr)Ne气，电源为电压可调的直流电源E a。
通过测量放电管上的电压V1和可变电阻器R上的电压V2及对应R的阻值，就可得到放电电流I=V2/R。
改变E a和R的大小，分别测量出V1和V2，就可得到放电管的V-A特性曲线。
由上述装置所得到的V-A特性曲线见图5.2。
从V-A 特性曲线看可以分为八个区域。
① 非自持放电区AB 段：此段也可以被称为被激导电区，特点是放电管电压U a 从0逐渐增高，而放电电流极小（10-18A ，微小电流来源于源气体中带有密度很小的带电粒子），几乎没有形成放电。
当用紫外线照射放电气体和阴极时，放电电流可以上升到10-16~10-12A 量级(紫外线照射气体会引起放电气体的电离，增大气体中的带电粒子浓度；紫外线照射阴极会引起阴极的光电效应，发射光电子；总体效应是增大放电电流)； ② 自持暗放电区BC 段：当放电管电压达到U b （击穿电压）后，放电就进入了自持暗放电区，此时放电管有微弱的发光。
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．平均自由行程长度:单位行程中的碰撞次数Z的倒数即为该粒子的平均自由行程长度。
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，在放电过程中由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（包括二次设备、通信设备）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.平均自由行程长度17.自恢复绝缘:气体绝缘材料击穿后，经过极短时间（分子流动、交换时间）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。
气体放电复习题目介质阻挡放电1．什么是介质阻挡放电？介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电空间的一种气体放电。
介质可以覆盖在电极上或者悬挂在放电空间里，当在放电电极上施加足够高的交流电压时，电极间的气体，即使在很高的气压下也会被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。
2．请画出六种典型的介质阻挡放电的电极结构。
3．什么是Lissajous图形？P319-P3224． 介质阻挡放电的工作气压范围是104~106Pa 、频率范围是50Hz~1MHz 。
5． 介质阻挡放电的主要电气参量 电场强度 、 功率因子 、 放电电压 、 放电功率 。
6． 请画出介质阻挡放电的等效电路。
7． 大气压介质阻挡放电的应用领域 臭氧合成 、 杀菌消毒 、 聚合物表面改性 、等离子体化学气相沉积等。
8． 大气压介质阻挡放电的研究方法 光谱分析法 、 短时曝光放电图像分析法 、 电气参量（电压、电流）测量法 、计算仿真研究法等。
放电基本理论8．原子所处的态，取决于其电子运动的状态，它是由4个量子数表征的：（1） 主量子数n 、可取 3,2,1=n 、是由 电子轨道主轴的尺寸 所决定的；（2 角量子数l 、可取 )1(2,1,0-=n l 、是由 椭圆轨道的偏心度（或短轴和长轴之比） 所决定的；（3） 轨道量子数l m 、它的值为l m l l +≤≤-、是由 轨道相对于磁场的位置 所决定的；（4） 自旋量子数s m 、它的值为21±=s m 。
9．一个电子由低能级提高到高能级，需要 获得 能量，相反的过程，又把那部分能量以 的形式辐射出来。
放电通道发出光来，正是 由于原子中电子跃迁的 结果。
10原子中的电子在 基 态时是稳定的。
若电子从外部获得足够的能量，由 低能级迁入 高能级 ，这时原子就处于 激励 态。
如果电子继续获得能量，以致脱离原子本体，成为 自由电子 ，那么原子的其余部分就成了 带正电的“离子” 。
这时，原子被 “电离”了。
