高电压技术详解:电气强度与介质击穿
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"高电压-复习资料汇总.pdf" 高电压技术是电力系统中不可或缺的一个领域,主要研究电介质在高电压下的绝缘性能以及电场对物质的影响。这份复习资料汇总涵盖了气体、液体和固体介质的电气强度相关的多个知识点。 首先,气体的绝缘特性是高电压技术的基础。气体中带电质点的产生包括热电离、光电离、碰撞电离和表面电离,而消失方式主要有流入电极、逸出气体空间以及复合。汤逊理论解释了电子崩的形成,适用于均匀电场中的低气压条件。巴申定律则描述了在一定条件下击穿电压与气体相对密度和极间距离的乘积关系。流注理论则在更广泛的条件下适用,考虑了空间电荷和光电离的影响。电场的均匀性和不均匀性是判断放电类型的关键,其中电晕放电是极不均匀电场中的一种常见现象,受电极形状、电场分布、电压波形等因素影响。 冲击电压下的气隙击穿特性是高压设备设计中的重要因素。雷电和操作过电压波形的不同,导致放电延迟和伏秒特性的变化。50%击穿电压是指引起击穿的概率为50%的电压值。电压波形对极不均匀电场的放电电压影响显著,而对均匀和稍不均匀电场影响较小。气体状态,如湿度、密度和海拔高度,以及气体性质,特别是某些高电负性气体(如SF6),都会影响放电电压。提高气体放电电压的措施包括改进电极形状、利用空间电荷的畸变、采用极不均匀场中的屏障、提高气体压力以及使用高电气强度气体。 液体和固体介质的电气强度研究则涉及到电介质的极化和电导。极化是电荷质点在电场作用下产生的位移,形成电矩,分为电子式、离子式、转向和夹层介质界面极化等形式。介电常数是衡量极化程度的参数,极性电介质和非极性电介质的区别在于其分子结构。电介质的电导主要包括泄漏电流和绝缘电阻,气体的电导源于电离,液体电导主要来自离子电导和电泳电导,固体电导则涉及离子电导。 这些知识点是理解和设计高压绝缘系统的关键,对于电力工程师、研究人员以及相关专业学生来说至关重要,有助于确保电力系统的安全稳定运行。
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