气体放电放电原理？放电与击穿的关系？ 求气体放电方面相关资料，原理、现象、形式、影响因素及伴随的效...

 

气体放电管的原理是气体放电。气体放电管两端用电沉积和离子渗透等工艺镀银，两侧各焊一片内凹盘形镍合金电极密封，并焊出硬引线。焊封要在真空条件下进行，而且真空室中还要根据放电电压等级充入一定浓度和比例的惰性气体氖 (Ne) 和氩(Ar)。根据伏安特性图，放电就是放电管的直流放电电压。击穿就是辉光放电区，在此区间，电压基本不随电流而变。管子工作在电弧区九可以将电压箝制在较低的水平。

LangTuo电子是一家专注于高性能气体放电管Gas Discharge Tube ( GDT ) 技术的创意型公司.

火花放电和电晕放电的区别？~

1、性质不同
火花放电在普通气压及电源功率不太大的情况下，若在两个曲率不大的冷电极之间加上高电压，则电极间的气体将会被强电场击穿而产生自激导电。电晕放电，气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。
2、形成原理不同
火花放电，在电势差很高的正负带电区域间出现闪光并发出声响的瞬时气体放电现象。在放电的空间内，气体分子发生电离，气体迅速而剧烈发热，发出闪光和声响。放电通道所穿过的路径及其发光和导电性质，取决于正负两带电区域的形状和大小，它们间的电势差以及气体的性质和压强。
由于火花放电时两极间电压很高，但电源功率不大，一旦发生放电，电流强度剧增，电压反而下降致使放电暂时熄灭，待电压恢复后才会再行放电。
电晕放电的形成机制因尖端电极的极性不同而有区别，这主要是由于电晕放电时空间电荷的积累和分布状况不同所造成的。在直流电压作用下，负极性电晕或正极性电晕均在尖端电极附近聚集起空间电荷。
在负极性电晕中，当电子引起碰撞电离后，电子被驱往远离尖端电极的空间，并形成负离子，在靠近电极表面则聚集起正离子。电场继续加强时，正离子被吸进电极，此时出现一脉冲电晕电流，负离子则扩散到间隙空间。此后又重复开始下一个电离及带电粒子运动过程。如此循环，以致出现许多脉冲形式的电晕电流。



3、应用不同
火花放电的主要应用：光谱分析。内燃机的点燃器。金属电火花加工：在电解质溶液中用火花放电腐蚀金属工件，以形成同工具电极形状相对应的表面。高电压值测量：因引起火花放电的最低电压与电极的形状和极间距离有关，在高电压工程中常通过测定某种形状的电极之间发生火 花放电时的间距来测定未知的高电压值。
利用电晕放电可以进行静电除尘、污水处理、空气净化等。地面上的树木等尖端物体在大地电场作用下的电晕放电是参与大气电平衡的重要环节。海洋表面溅射水滴上出现的电晕放电可促进海洋中有机物的生成，还可能是地球远古大气中生物前合成氨基酸的有效放电形式之一。
参考资料来源：百度百科-火花放电
参考资料来源：百度百科-电晕放电

干燥气体通常是良好的绝缘体，但当气体中存在自由带电粒子时，它就变为电的导体。这时如在气体中安置两个电极并加上电压，气体在强电场作用下，少量初始带电粒子与气体原子（或分子）相互碰撞，当碰撞能量足够大时，会使束缚电子脱离气体原子而成为自由电子。逸出电子后的原子成为正离子，使气体中的带电粒子增殖，这时有电流通过气体，这个现象称为气体放电。
气体放电有多种多样的形式。主要的形式有辉光放电、电弧放电、电晕放电、火花放电、介质阻挡放电等。
辉光放电
低压气体中显示辉光的气体放电(空气中的电子大概在1000对/cm3,由于高压放电现象在低气压状态下会产生辉光现象）现象，即是稀薄气体中的自激导电现象。在置有板状电极的玻璃管内充入低压（约几毫米汞柱）气体或蒸气，当两极间电压较高（约1000伏）时，稀薄气体中的残余正离子在电场中加速，有足够的动能轰击阴极，产生二次电子，经簇射过程产生更多的带电粒子，使气体导电。辉光放电的特征是电流强度较小（约几毫安），温度不高，故电管内有特殊的亮区和暗区，呈现瑰丽的发光现象。

辉光放电时，在放电管两极电场的作用下，电子和正离子分别向阳极、阴极运动，并堆积在两极附近形成空间电荷区。因正离子的漂移速度远小于电子，故正离子空间电荷区的电荷密度比电子空间电荷区大得多，使得整个极间电压几乎全部集中在阴极附近的狭窄区域内。这是辉光放电的显著特征，而且在正常辉光放电时，两极间电压不随电流变化。
在阴极附近，二次电子发射产生的电子在较短距离内尚未得到足够的能使气体分子电离或激发的动能，所以紧接阴极的区域不发光。而在阴极辉区，电子已获得足够的能量碰撞气体分子，使之电离或激发发光。其余暗区和辉区的形成也主要取决于电子到达该区的动能以及气体的压强（电子与气体分子的非弹性碰撞会失去动能）。
1.2.2电弧放电
两个电极在一定电压下由气态带电粒子，如电子或离子，维持导电的现象。激发试样产生光谱。电弧放电主要发射原子谱线，是发射光谱分析常用的激发光源。通常分为直流电弧放电和交流电弧放电两种。 气体放电中最强烈的一种自持放电。当电源提供较大功率的电能时，若极间电压不高（约几十伏），两极间气体或金属蒸气中可持续通过较强的电流（几安至几十安）,并发出强烈的光辉,产生高温（几千至上万度），这就是电弧放电。电弧是一种常见的热等离子体。 电弧放电最显著的外观特征是明亮的弧光柱和电极斑点。电弧的重要特点是电流增大时,极间电压下降,弧柱电位梯度也低，每厘米长电弧电压降通常不过几百伏，有时在1伏以下。弧柱的电流密度很高,每平方厘米可达几千安，极斑上的电流密度更高。 电弧放电可分为 3个区域：阴极区、弧柱和阳极区。其导电的机理是：阴极依靠场致电子发射和热电子发射效应发射电子；弧柱依靠其中粒子热运动相互碰撞产生自由电子及正离子，呈现导电性，这种电离过程称为热电离；阳极起收集电子等作用，对电弧过程影响常较小。在弧柱中，与热电离作用相反，电子与正离子会因复合而成为中性粒子或扩散到弧柱外，这一现象称为去电离。在稳定电弧放电中，电离速度与去电离速度相同，形成电离平衡。此时弧柱中的平衡状态可用萨哈公式描述。 能量平衡是描述电弧放电现象的又一重要定律。能量的产生是电弧的焦耳热，能量的发散则通过辐射、对流和传导三种途径。改变散热条件可使电弧参数改变，并影响放电的稳定性。 电弧通常可分为长弧和短弧两类。长弧中弧柱起重要作用。短弧长度在几毫米以下，阴极区和阳极区起主要作用。 根据电弧所处的介质不同又分为气中电弧和真空电弧两种。液体(油或水)中的电弧实际在气泡中放电，也属于气中电弧。真空电弧实际是在稀薄的电极材料蒸气中放电。这二种电弧的特性有较大差别。 电弧是一束高温电离气体， 在外力作用下， 如气流，外界磁场甚至电弧本身产生的磁场作用下会迅速移动（每秒可达几百米），拉长、卷曲形成十分复杂的形状。电弧在电极上的孳生点也会快速移动或跳动。 在电力系统中，开关分断电路时会出现电弧放电。由于电弧弧柱的电位梯度小，如大气中几百安以上电弧电位梯度只有15伏/厘米左右。在大气中开关分断100千伏5安电路时，电弧长度超过7米。电流再大，电弧长度可达30米。因此要求高压开关能够迅速地在很小的封闭容器内使电弧熄灭，为此，专门设计出各种各样的灭弧室。灭弧室的基本类型有：①采用六氟化硫、真空和油等介质；②采用气吹、磁吹等方式快速从电弧中导出能量；③迅速拉长电弧等。直流电弧要比交流电弧难以熄灭。1.2.3电晕放电
气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很小的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生电离和激励 ，因而出现电晕放电。发生电晕时在电极周围可以看到光亮 ，并伴有咝咝声。电晕放电可以是相对稳定的放电形式，也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。 电晕放电的形成机制因尖端电极的极性不同而有区别，这主要是由于电晕放电时空间电荷的积累和分布状况不同所造成的。在直流电压作用下，负极性电晕或正极性电晕均在尖端电极附近聚集起空间电荷。在负极性电晕中，当电子引起碰撞电离后，电子被驱往远离尖端电极的空间，并形成负离子，在靠近电极表面则聚集起正离子。电场继续加强时 ，正离子被吸进电极，此时出现一脉冲电晕电流，负离子则扩散到间隙空间。此后又重复开始下一个电离及带电粒子运动过程。如此循环，以致出现许多脉冲形式的电晕电流。电晕电流这一现象是 G.W. 特里切尔于1938年发现的 ，称为特里切尔脉冲。若电压继续升高，电晕电流的脉冲频率增加、幅值增大，转变为负辉光放电。电压再升高，出现负流注放电，因其形状又称羽状放电或称刷状放电。当负流注放电得以继续发展到对面电极时，即导致火花放电，使整个间隙击穿 。正极性电晕在尖端电极附近也分布着正离子，但不断被推斥向间隙空间，而电子则被吸进电极，同样形成重复脉冲式电晕电流。电压继续升高时，出现流注放电，并可导致间隙击穿。 工频交流电晕在正、负半周内其放电过程与直流正、负电晕基本相同。工频电晕电流与电压同相，反映出电晕功率损耗。工程应用中还常以外施电压与电晕电荷量的关系表示电晕特性，称为电晕的伏库特性。 架空输电线路导线电晕起始电场强度Es可由皮克公式计算： （千伏／厘米） 式中δ为空气相对密度，m为绞线系数,R为导线半径（厘米）。当δ=1、m＝0.5、R＝0.9厘米时,Es=19.7千伏／厘米。实际上,导线表面状况如损伤、雨滴、附着物等,都会使电晕放电易于发生。1.2.4火花放电
当高压电源的功率不太大时，高电压电极间的气体被击穿，出现闪光和爆裂声的气体放电现象。在通常气压下，当在曲率不太大的冷电极间加高电压时，若电源供给的功率不太大，就会出现火花放电，火花放电时，碰撞电离并不发生在电极间的整个区域内，只是沿着狭窄曲折的发光通道进行，并伴随爆裂声。由于气体击穿后突然由绝缘变为良导体，电流猛增，而电源功率不够，因此电压下降，放电暂时熄灭，待电压恢复再次放电。所以火花放电具有间隙性。雷电就是自然界中大规模的火花放电。
1.2.5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非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常的工作气压为10～10。电源频率可从50Hz至1MHz。电极结构的设计形式多种多样。在两个放电电极之间充满某种工作气体,并将其中一个或两个电极用绝缘介质覆盖,也可以将介质直接悬挂在放电空间或采用颗粒状的介质填充其中，当两电极间施加足够高的交流电压时，电极间的气体会被击穿而产生放电，即产生了介质阻挡放电。

气体放电的影响因素：
1）所加电压的幅值及波形，如直流电压、交流电压、脉冲电压(模拟雷闪)等。
2）通过电流的大小，如计数管中的电流（微安级），冲击大电流（兆安级）。 3）所加电压的频率，如直流电压、工频电压等。
4）气体的压力，从10-4帕的真空直至几兆帕的高气压。不同气压下，气体击穿的物理过程各异。
5）电极形状，它决定电场的分布，众而影响带电粒子的运动。
6）容器与电极材料，高气压与高真空的气体击穿会受电极材料及表面状态的影响。
7）气体的性质，如负电性气体可以提高气体的击穿电压。依气体压力、施加电压、电极形状、电源频率的不同。

---

#郑颜建# 陶瓷气体放电管原理是什么? -
(15860622822)： 陶瓷气体放电管,Gas Discharge Tubes,简称GDT,内部由一个或一个以上放电间隙内充有惰性气体构成的密闭器件.GDT电气性能取决于气体种类、气体压力、内部电极结构、制作工艺等因素.当加到两电极端的电压达到使GDT内的气体击...

#郑颜建# 研究气体击穿过程时为什么都是从带电质点是如何产生的入手 -
(15860622822)： 击穿是气体放电的一种特殊形式,而无论气体放电是何种形式,其共同的特点是气体中有电流流过,说明气体放电产生了大量的带电质点.所以要研究气体击穿过程就得先从源头:带电质点是如何产生入手

#郑颜建# 什么是放电现象 -
(15860622822)： 强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电,他属于一种电晕放电.他的原理是物体尖锐处曲率大,电力线密集,因而电势梯度大,致使其附近部分气体被击穿而发生放电.如果物体尖端在暗处或放电特别

#郑颜建# 电子工程师必须知道的,什么是气体放电管 -
(15860622822)： 气体放电管是一种开关型保护器件,工作原理是气体放电.当两极间电压足够大时,极间间隙将放电击穿,由原来的绝缘状态转化为导电状态,类似短路.导电状态下两极间维持的电压很低,一般在20~50V,因此可以起到保护后级电路的效果.『浪拓电子』气体放电管提供高水准的浪涌保护,具有多种电压,低电容和多种形状包括新型的表面贴装器件,适用于MDF(主配线架) 模组、高速数据电信(例如ADSL 、VDSL),以及电源线的浪涌保护等应用.

#郑颜建# 气体放电管的冲击击穿电压和直流击穿电压分别是什么意思 -
(15860622822)： 请看正确的解读: 1.直流放电电压 在上升陡度低于100V/s的电压作用下,放电管开始放电的平均电压值称为其直流放电电压.由于放电的分散性,所以,直流放电电压是一个数值范围. 2.冲击放电电压 在具有规定上升陡度的暂态电压脉冲作用下,放电管开始放电的电压值称为其冲击放电电压.一般会给出100V/us和1KV/us. 放电管的响应时间或动作时延与电压脉冲的上升陡度有关,对于不同的上升陡度,放电管的冲击放电电压是不同的 .

#郑颜建# 气体放电的暗放电 -
(15860622822)： 暗放电主要是非自持放电(但自持放电的某些区域中有暗放电存在).关于暗放电的理论是英国物理学家J.S.汤生于1903年提出的,故这种放电也称为汤生放电. 汤生根据上述物理描述,推导出抵达阳极的电子数目nu为 式中n0为阴极发射的电...

#郑颜建# 击穿放电的击穿电压? -
(15860622822)： 击穿放电的电压要看绝缘材料的耐压值 耐压值高的如高压电缆的绝缘皮 耐压值低的如一般的电线电缆的绝缘皮 还有一些绝缘子放电 都取决与绝缘材料的耐压值打火机中那个电子打出来的电火花不属于击穿放电

#郑颜建# 什么是气体和固体之间的沿面放电?
(15860622822)： 带电作业工具和空气的交界面上出现的放电现象称为沿面放电.沿面 放电发展成贯穿性的空气击穿称为闪络.沿面放电是一种气体放电现象,由于介质分界面上的电场强度分布不均匀,沿面闪络电压比气体或固体单独存在时 的击穿电压都低.