1.1 氣體放電的基本物理過程
絕大多數電氣設備都在不同程度上以不同的形式利用氣體介質作為絕緣材料。大自然為我們免費提供了一種相當理想的氣體介質——空氣。架空輸電線路各相導線之間、導線與地線之間、線與桿塔之間的絕緣都利用了空氣,高壓電氣設備的外絕緣也利用空氣。
在空氣斷路器中,壓縮空氣被用作絕緣媒質和滅弧媒質。在某些類型的高壓電纜(充氣電纜)和高壓電容器中,特別是在現代的氣體絕緣組合電器(GIS)中,更采用壓縮的高電氣強度氣體(例如SF6)作為絕緣。
假如氣體中不存在帶電粒子,氣體是不導電的。但實際上,由于外界電離因子(宇宙射線和地下放射性物質的高能輻射線等)的作用,地面大氣層的空氣中不可避免地存在一些帶電粒子(每立方厘米體積內有500~1000對正、負帶電粒子),但即使如此,空氣仍不失為相當理想的電介質(電導很小、介質損耗很小,且仍有足夠的電氣強度)。
在一定條件下,氣體中也會出現放電現象,甚至完全喪失其作為電介質而具有的絕緣特性,在本課程中,研究氣體放電的主要目的為:了解氣體在高電壓(強電場)的作用下逐步由電介質演變成導體的物理過程;掌握氣體介質的電氣強度及其提高的方法。