高电压技术

气体间隙中的电流与电压的关系

气体间隙中的电流与电压的关系 (a)有气体间隙的直流电路；(b)气体放电的特性

第2讲回顾带电粒子的产生与消失 汤逊理论 巴申定律的解释 汤逊理论的适用范围

第3讲 气体电介质的绝缘特性(二)1.2.5 流注理论

在高气压长间隙条件下的气体放电理论 特点：认为电子碰撞电离及空间光电离是维持 自持放电的主要因素，并强调了空间电荷畸变电 场的作用 流注理 论

两个阶段

电子崩阶段空间电荷畸变外电场

流注阶段

光电离形成二次电子崩

(一)流注理论 (1) 电子崩阶段(a)初始电子崩 阳极侧电子崩数目多 正空间电荷加强了原电场， 同时向周围放射出大量光子

(b)二次电子崩

光子使附近的气体因光 电离而产生二次电子 它们在由正空间电荷所 引起的畸变和加强了的 局部电场作用下，又形 成新的电子崩，即二次 电子崩 (a )

(b)

(c

(2)流注的形成和发展

二次电子崩中的电子+ 初始电子崩的正空间电 荷——混合通道(流注 )。流注通道和二次崩 留下的正电荷，大大加 强了流注发展方向的电 场，产生新电子崩，从 而使流注向前发展

(a )

(b)

(c)

(3)间隙的击穿 流注不断向阴极报进， 头部电场越来越强，因 而其发展也越快 流注发展到阴极，间隙 被导电良好的等离子通 道所贯通——间隙击穿

(b)

(c)

(d )

电离室

电离室结构示意图 1-照射火花间隙；2-石英窗；3-电极 4-玻璃壁；5-橡皮膜；6-绝缘柱

研究放电时的电路图 N-电离室；S-火花间隙； L'、L''、K-短路回路

在电离室中得到的初始电子崩照片 图a和图b的时间间隔为1 10-7 秒 p=270毫米汞柱， E=10.5千伏/厘米

初始电子崩转变为 流注瞬间照片 p=273毫米汞柱 E=12千伏/厘米

电子崩在空气中的发展速度约为1.25 107cm/s

在电离室中得到的阳极流注发展过段的照片 正流注的发展速度约为1 108 2 108cm/s

自持放电条件形成流注——空间光电离维持放电(自持放电)如果电场均匀，间隙就将被击穿。所以流注形成的 条件就是自持放电条件，在均匀电场中也就是导致击穿 的条件。 流注形成的条件：足够的空间光游离——较多的初 始电子崩(电子崩积累到一定的数量)

e

d

常数( ) 108

(二)流注理论对高气压、长间隙(pd 很大)放电现象的解释1.放电外形 具有通道形式 流注前方随着其向前发展而更为增强

多流注之间互相抑制发展二次电子崩在空间的形成和发展带有统计性， 所以火花通道常是曲折的，并带有分枝。 电子崩则不然，由于其中电荷密度较小，故电 场强度还很大，因而不致影响到邻近空间内的 电场，所以不会影响其它电子崩的发展

树枝状放电与放电发展的抑制

2.放电时间短

二次电子崩由光电离形成 ，所以流注发展速度极快——放电时间 特别短

3.放电不受阴极材料的影响 维持放电靠 光电离，而不是阴极表面的电离过程， 与材料无关