1-气体放电的物理过程-1教程

实验室气体管道说明及安装

实验室气体管道说明及安装 1.1实验室气体管道系统技术说明 1.1.1编制依据参照国家规 标准规（描述、罗列本招标文件适用的主要标准和规） 下列规、规程和标准通过引用构成了本技术文件的组成部分。本技术文件涉及到的规、规程和标准，除注明年号者外，应为最新版本。所有工程的制造、检验及验收除应符合本技术文件外，尚应符合图样以及订货技术协议的有关规定： ?GB50016－2006《建筑设计防火规Code for Fire Prevention of Building Design》?GB50235－2010 《工业金属管道施工规Code for construction of industrial metallic piping》 ?JGJ91－93《科学实验建筑设计规Design Code for construction of scientific Lab 》 ?GB 50316-2000《工业金属管道设计规Design code for industrial metallic piping》(2008年版) ?GB 50177-2005《氢气站设计规Design Code for H2 station》 ?GB/T 20801-2006《压力管道规工业管道Design Code for Pressure Pipelines》?GB16912-2008 《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》 ?GB50236-2011 《现场设备、工业管道焊接工程施工规》 ?GB50184-2011 《工业金属管道工程施工质量验收规》 ?SH/T3103-2009 《石油化工中心化验室设计规》 ?电子工业部气体管道安全管理规程 ?GB4962-2008 《氢气使用安全技术规程》 ?SH 3501-2011 《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规》当上述文件与本技术文件条件的要求发生矛盾时，原则上按照较严者的要求执行， 或书面形式向买方提出，由买方负责联络设计方提出处理意见；以上标准均采用 最新版本。

气体灭火系统原理程序方框图

一、气体灭火系统功能及动作原理程序方框图

二、 灭火系统结构示意图 1、 组合多区分配系统 1、灭火剂贮瓶框架 2、灭火剂贮瓶 3、集流管 4、液流单向阀 5、高压软管 6、瓶头阀 7、启动管路 8、安全阀 9、气流单向阀 10、选择阀 11、压力讯号器 12、启动阀 13、启动钢瓶 14、启动瓶框架 15、火灾自动报警气体灭火控制器 16、控制线路 17、手动启动控制盒 18、放气灯 19、声光报警 20、喷嘴 21、火灾探测器 22、灭火剂输送管道 23、低压安全泄漏阀 2、 单元独立系统 1、灭火剂贮瓶框架 2、灭火剂贮瓶 3、集流管 4、液流单向阀 5、瓶头阀 6、安全阀 7、高压软管 8、启动管路 9、压力讯号器 1 0、启动阀 11、低压安全泄漏阀 12、启动钢瓶 13、火灾自动报警气体灭火控制器 14、控制线路 15、手动启动控制盒 16、放气灯 17、声光报警器 18、灭火剂输送管道 19、喷嘴 20、火灾探测器

三、ZM（4.2）和ZM（2.5）系统技术参数 系统灭火方式：全淹没，最大单区保护面积：800m2；最大单区保护容积：3600m3； 系统公称工作压力(20℃)：一级为2.5MPa、二级为4.2MPa； 系统使用最大工作压力：一级为4.2MPa、二级为6.7MPa； 系统使用最小工作压力：一级为2.0MPa、二级3.6MPa； 灭火剂最大充装密度：一级为≤1120kg/m3；二级焊接钢瓶为≤950kg/m3；二级无缝钢瓶为≤1120kg/m3启动瓶充装压力(20℃)：6.0MPa； 喷头设计工作压力：一级≥0.6MPa；二级≥0.7MPa； 单支喷头保护半径R：喷头安装高度＜1.5m时，R≤4.5m；喷头安装高度＞1.5m时，R≤7.5m。 喷头保护高度：最大安装高度h≤6.5m；最小安装高度h≥0.3m 系统有延时启动功能：延时30S； 灭火剂喷射时间：≤10s； 灭火系统工作环境温度：0℃~+50℃； 系统启动方式：自动、电气手动、机械应急手动操作； 系统启动电源：DC24V±3V、1.1A； 灭火剂贮存瓶规格：70L、90L、120L、150L、180L。 四、系统型号规格和标记示例 1、系统型号规格 系统改进代号。如：A、B、C……。 20℃时系统公称工作压力(MPa)。如：4.2MPa；2.5MPa。 单个贮存容器容积(L)。 七氟丙烷灭火剂 自动灭火装置。 2、标记示例 例1标记：ZM70（4.2） 表示为七氟丙烷自动灭火系统，20℃时公称工作压力为4.2MPa，各贮存灭火剂容器容积为70L。 五、灭火系统工作原理 六、 1、自动控制：将火灾自动报警气体灭火控制器上控制方式选择键拨到“自动”位置时，灭火系统处于自动控制状态，当保护区发生火情，火灾探测器发出火灾信号，报警灭火控制器即发出声、光信号，同时发出联动指令，关闭连锁设备，经过一段延时时间，发出灭火指令，打开启动阀释放启动气体，启动气体通过启动管道打开相应的选择阀和容器阀（瓶头阀），释放灭火剂，实施灭火。 2、电气手动控制：将火灾自动报警气体灭火控制器上控制方式选择键拨到“手动”位置时，灭火系统处于手动控制状态。当保护区发生火情，可按下手动控制盒或控制器上启动按钮即可按规定程序启动灭火系统释放灭火剂，实施灭火。在自动控制状态，仍可实现电气手动控制。

《气体放电技术》辅导资料

气体放电技术辅导资料一 主题：气体放电理论概述 学习时间：2011年4月15日－4月17日 内容： 我们这周主要学习气体放电理论的相关内容。希望通过下面的内容能使同学们加深对气体放电技术知识的理解。 一、学习要求 1．掌握气体放电理论； 2．掌握气体放电的概念； 二、主要内容 （一）气体放电概念 干燥气体是良好的绝缘体，但当气体中存在自由带电粒子时，它就变为带电， 这时如在气体中安置两个电极并加上电压，就有电流通过气体，这个现象称为气体放电。依气体压力、施加电压、电极形状、电源频率的不同，气体放电有多种多样的形式。主要的形式有暗放电、辉光放电、电弧放电、电晕放电、火花放电、高频放电等。20世纪70年代以来激光导引放电、电子束维持放电等新的放电形式，也日益受到人们的重视。 气体放电的基本物理过程气体放电总的过程由一些基本过程构成，这些基本过程是：激发、电离、消电离、迁移、扩散等。基本过程的相互制约决

定放电的具体形式和性状 （二）气体放电理论 气体中流通电流的各种形式的统称。包括电晕放电、辉光放电、电弧放电、火花放电等。 在电场作用下,带电粒子在气体中运动时,一方面沿电力线方向运动，不断获得能量；一方面与气体分子碰撞，作无规则的热运动，不断损失能量。经若干次加速碰撞后，它们便达到等速运动状态，这时其平均速度u与电场强度E成正比u＝KE，系数K称为电子（离子）迁移率。对于离子，K是一个常数；对于电子，它并不是一个常数,而与电场强度E有关。体放电。荷能电子碰撞气体分子时，有时能导致原子外壳层电子由原来能级跃迁到较高能级。这个现象，称为激发；被激发的原子，称为受激原子。 要激发一个原子，使其从能级为E1的状态跃迁到能级为Em的状态,就必须给予(Em-E1)的能量；这个能量所相应的电位差设为eVe，则有eVe＝Em－E1，电位Ve称为激发电位。实际上，即使电子能量等于或高于激发能量，碰撞未必都能引起激发，而是仅有一部分能引起激发。引起激发的碰撞数与碰撞总数之比，称为碰撞几率。 受激发后的原子停留在激发状态的时间很短暂（约为10-6秒），便从能量为Em的

第二章气体放电的物理过程培训讲学

第二章气体放电的物 理过程

第二章气体放电的物理过程 本章节教学内容要求： 气体分子的激发与游离，带电质点的产生与消失 汤森德气体放电理论：电子崩的形成，自持放电的条件，帕邢定律。 流注理论：长间隙击穿的放电机理，极性效应，先导放电，雷云放电及电晕。必要说明：1）常用高压工程术语 击穿：在电场的作用下，由电介质组成的绝缘间隙丧失绝缘性能，形成导电通道。 闪络：沿固体介质表面的气体放电（亦称沿面放电） 电晕：由于电场不均匀，在电极附近发生的局部放电。 击穿电压（放电电压）Ｕb（ｋＶ）：使绝缘击穿的最低临界电压。 击穿场强（抗电强度，绝缘强度）Ｅb（ｋＶ／ｃｍ）：发生击穿时在绝缘中的最小平均电场强度。Ｅｂ＝Ｕｂ／Ｓ（Ｓ：极间距离） 一般在常压大气中，Ｅｂ＝３０ｋＶ／ｃｍ，当Ｓ较小为ｃｍ且电场为均匀分布时； Ｅｂ＝５００ｋＶ／ｍ，当Ｓ较大接近ｍ时。 放电：（狭义与广义）气体绝缘的击穿过程。 辉光放电：当气体压力低，电源容量小时，放电表现为充满整个气体间隙两电极之间的空间辉光，这种放电形式称为辉光放电。 火花放电：在大气压力或更高的压力下，电源容量不大时变现出来的放电。主要表现为：从一电极向对面电极伸展的火花而不是充满整个空间。火花放电常常会瞬时熄灭，接着有突然出现。

电晕放电：在不均匀电场中，曲率半径很小的电极附近会出现紫兰色的放电晕光，并发出“兹兹”的可闻噪声，此种现象称为电晕放电。如不提高电压，则这种放电就局限在很小的范围里，间隙中的大部分气体尚未失去绝缘性能。电晕放电的电流很小 电弧放电：在大气压力下，当电源容量足够大时，气体发生火花放电之后，便立即发展到对面电极，出现非常明亮的连续电弧，此称为电弧放放电。电弧放电时间长，甚至外加电压降到比起始电压低时电弧依然还能维持。电弧放电电流大，电弧温度高。 电气设备常常以一个标准大气压作为绝缘的情况，这是可能发生的是电晕放电，火花放电或者是电弧放电。 2）常见电场的结构 均匀场：板－板 稍不均匀场：球－球 极不均匀场：（分对称与不对称） 棒－棒对称场 棒－板不对称场 线－线对称场 §２－１气体中带电质点的产生和消失 一．带电粒子的产生（电离过程）

(完整word版)简要分析汤逊理论与流注理论对气体放电过程

习题1 第36页 1.简要分析汤逊理论与流注理论对气体放电过程、电离因素以及自持放电条件 的观点有何不同？ 答：汤逊理论理论实质：电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸变，流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。 2.解释α、β、γ、η系数的定义。 答：α系数：它代表一个电子沿着电场方向行径1cm长度，平均发生的碰撞电离次数。 β系数：一个正离子沿着电场方向行径1cm长度，平均发生的碰撞电离次数。 γ系数：表示折合到每个碰撞阴极表面的正离子，使阴极金属平均释放出的自由电子数。 η系数：即一个电子沿电场方向行径1cm时平均发生的电子附着次数。 3.均匀电场和极不均匀电场气隙放电特性有何不同？ 答：在均匀电场中，气体间隙内流注一旦形成，放电达到自持的程度，气隙就被击穿。不均匀电场分稍不均匀和极不均匀，在同样极间距离时稍不均匀电场的击穿电压比均匀电场的均匀电场气隙的要低，在极不均匀电场气隙中自持放电条件即是电晕起始条件，由发生电晕至击穿的过程还必须升高电压才能完成。 4.对极间距离相同的正极性棒-板、负极性棒-板、板-板、棒-棒四种电极布局的 气隙直流放电电压进行排序？ 答：负极性棒-板最高，其次是棒-棒和板-板，最小的是正极性棒-板。 5.气隙有哪些放电现象？ 答：在极不均匀电场中，气隙完全被击穿以前，电极附近会发生电晕放电，产生暗蓝色的晕光，这种特殊的晕光是电极表面电离区的放电过程造成的。在外电离因素和电场作用下，产生了激发、电离、形成大量的电子崩，在此同时也产生激发和电离的可逆过程-复合，这就是电晕。 6.如何提高气隙的放电电压？ 答：一是改善气隙中的电场分布，使之均匀化，二是设法削弱或抑制气体介质中的电离过程。 7.简述绝缘污闪的发展过程及防污措施。 答：绝缘子污闪是一个复杂的过程，大体可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展等阶段，采用措施抑制或阻止各阶段的形成和转化，就能有效地阻止污闪事故。 防污措施：1.增大爬电比距 2.清扫表面积污 3.用防污闪涂料处理表面 4.采用半导体釉和硅橡胶的绝缘子。 8.雷击放电过程与实验室的长气隙放电过程有何主要区别？

高中物理专题-理想气体状态方程

高中物理专题-理想气体状态方程 【母题来源一】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅲ卷） 【母题原题】(2020·全国Ⅲ卷)(多选)如图,一开口向上的导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降。环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中 () A.气体体积逐渐减小,内能增知 B.气体压强逐渐增大,内能不变 C.气体压强逐渐增大,放出热量 D.外界对气体做功,气体内能不变 E.外界对气体做功,气体吸收热量 【母题来源二】2020年全国普通高等学校招生统一考试物理（山东卷） 【母题原题】(2020·山东等级考)一定质量的理想气体从状态a开始,经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a,其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(V0, 2p0)、b(2V0,p0)、c(3V0,2p0),以下判断正确的是( ) A.气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功 B.气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量 C.在c→a过程中,外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 D.气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量 【母题来源三】2020年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国Ⅰ卷） 【母题原题】(2020·全国Ⅰ卷)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体),甲罐的容积

为V,罐中气体的压强为p;乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为1 p。现通过连接两罐的细管把 2 甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等。求调配后 ①两罐中气体的压强; ②甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。 【母题来源四】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅱ卷） 【母题原题】(2020·全国Ⅱ卷)潜水钟是一种水下救生设备,它是一个底部开口、上部封闭的容器,外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气,以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便,将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒;工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下,如图所示。已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g,大气压强为p0,H?h,忽略温度的变化和水密度随深度的变化。 (1)求进入圆筒内水的高度l; (2)保持H不变,压入空气使筒内的水全部排出,求压入的空气在其压强为p0时的体积。

高电压技术中的气体放电及其应用探析

高电压技术中的气体放电及其应用探析 气体放电是一种重要的放电现象，广泛地存在于人们的日常生活中，并且在工业中获得了广泛地应用，研究气体放电对于认识和了解科技发展水平具有重要的意义。本文阐述了气体放电的产生条件和气体放电等离子体的特性，并且介绍了高电压技术中的气体放电及其应用探析。 标签：高电压技术;气体放电;应用 引言 众所周知，对气体施加一定的电压后，气体会发生放电现象，也就是说气体发生导电，不具有绝缘的特性，此时形成了等离子体。气体放电被广泛地应用于科学研究和工业中，同时，气体放电在人们的日常生活中也广泛地存在，例如闪电、日光灯等。因此，研究和认识气体放电对于了解当今的科学技术发展水平具有重要意义。 1.高电压技术中的气体放电概论 在电力系统中，气体是一种应用得相当广泛的绝缘材料。如架空输电线、母线、隔离开关的断口处等都是完全依靠空气作为绝缘的。还有些虽然不完全依靠空气作为绝缘，但空气包围在它们的外部，构成绝缘的一部分。SF6气体从被发现至今仅一百余年的历史，它作为高压绝缘材料的广泛应用促进了输变电技术及高压绝缘技术的飞速发展。气体有着固体和液体等其它绝缘介质所没有的优良特性，比如气体不存使用寿命的问题;常用的绝缘气体如空气、氮气以及SF6气体化学稳定性好，不燃不爆，有很高的可靠性和安全性。气体绝缘开关（GasInsulated Switchgear简称GIS）由于具有占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小等优点，加之在经济上的优越性和技术上的先进性，已被广泛的应用于高压输变电系统。而且气体放电理论的实验和研究成果不但为高电压绝缘技术发展提供坚实的理论基础，也同时促进了其他学科的技术进步与发展，包括等离子体刻蚀、等离子体推进、磁流体发电、加速器气体激光器等新兴技术领域。 2.气体放电研究现状 气体放电是研究放电过程中各种带电粒子的产生、消失、相互作用以及运动规律的学科。依气体压力、施加电压、电极形状、电源频率的不同，气体放电有多种多样的形式。主要的形式有暗放电、辉光放电、电弧放电、电晕放电、火花放电、高频放电等。近年来，气体放电在磁流体发电、等离子体切割及等离子体推进和受控热核反应等方面都得到飞速发展和具体应用。 与其他物理学科一样，对气体放电的研究也是通过在实验研究的基础上进行理论探索的方式进行的。从1858年电子被发现开始，对于气体放电的研究就没有停止过，大量研究取得的丰硕的成果不仅奠定了气体放电学科的理论基础，而

气体放电管基础知识教学提纲

2.1气体放电管 2.1.1简介 气体放电管是在放电间隙内充入适当的气体介质，配以高活性的电子发射材料及放电引燃机构，通过银铜焊料高温封接而制成的一种特殊的金属陶瓷结构的气体放电器件。它主要用于瞬时过电压保护，也可作为点火开关。在正常情况下，放电管因其特有的高阻抗(>1000MΩ)及低电容 (<2pF)特性，在它作为保护元件接入线路中时，对线路的正常工作几乎没有任何不利的影响。当有害的瞬时过电压窜入时，放电管首先被击穿放电，其阻抗迅速下降，几乎呈短路状态，此时，放电管将有害的电流通过地线或回路泄放，同时将电压限制在较低的水平，消除了有害的瞬时过电压和过电流，从而保护了线路及元件。当过电压消失后，放电管又迅速恢复到高阻抗状态，线路继续正常工作。 气体放电管是一种间隙式的防雷保护元件，它在通信系统的防雷保护中已获得了广泛应用。放电管常用于多级保护电路中的第一级或前两级，起泄放雷电暂态过电流和限制过电压作用。由于放电管的极间绝缘电阻很大，寄生电容很小，对高频电子线路的雷电防护具有明显的优势。 气体放电管的基本特点是：通流量容量大，绝缘电阻高，漏电流小。但残压高，反应时间慢(≤100ns)，动作电压精度较低，有续流现象。 Figure 1气体放电外观图 2.1.2气体放电的伏安特性 气体放电管的伏安特性通常与管子的哪些电极间施加什么极性的电压没有关系。现以一个直流放电电压为150V的二极放电管为例，来说明放电管伏安特性的基本特征。下图是按电子元件伏安特性的惯用画法，即以电压为自便量，画作横坐标；以电流为应变量，画作纵坐标。由于电流的范围很大，其变化常达几个数量级，所以电流用对数坐标表示。 如图所示的伏安特性上，当逐渐增加两电极间的电压时，放电管在A点放电，A点的电压称为放电管的直流放电电压。在A到B之间的这段伏安特性上，其斜率（即动态电阻du/di）是负的，称为负阻区。如果200V的直流电压源经1MΩ的电阻加到放电管上，放电管即工作在此区间，这时的放电具有闪变特征。BC段为正常辉光放电区，在此区间内电压基本不随电流而变，当辉光覆盖整个阴极表面时，电流再增加，电压也不增加。CD段称为异常辉光放电区。直流放电电压为90V~300V放电管，其辉光放电区BD的最大电流一般在0.2A～1.5A 之间。当电流增加到足够大时放电E点突然进入电弧放电区，即使是同一个放电管，放电由辉光转入电弧时的电流值也是不能精确重复的。在电弧放电时，处在电场中加速了的正离子轰击阴极表面，阴极材料被溅射到管壁上，阴极被烧蚀，使间隙距离增加，管壁绝缘变坏。在采用合适的材料后，放电管可以做到导通10KA、8/20μs电流数百次。在电弧区，放电管

气体液化的历程

第２８卷第８期２００９年８月 大学物理 ＣＯＬＬＥＧＥＰＨＹＳＩＣＳ Ｖ０１．２８Ｎｏ．８ Ａｕｇ．２００９气体液化的历程 缪华，张华 （上海理工大学制冷技术研究所，上海２０００９３） 摘要：气体液化的发展经历了一个曲折而漫长的过程，刚过去的２００８年是氦气液化１００周年．通过回顾气体液化的历程，说明人类认识知识是个循序渐进的辩证过程，同时也纪念为此做出杰出贡献的杜瓦、昂内斯等科学家．关键词：气体液化；辩证过程；温度测定；空气分离 中图分类号：０４－０９文献标识码：Ａ文章编号：１０００－０７１２（２００９）０８－００４３－０３ 人类真正向低温进军是从气体的液化开始的． １７８４年，英国化学家拉瓦锡曾预言：假如地球突然 进入寒冷的地区，空气无疑将不再以看不见的流体 形式存在，它将回到液态．从那时候起，拉瓦锡的预 言就一直激励着人们去实现气体的液化并由此得到 极低的温度，使气体变成液体．这听起来如同神话一 股，但是科学家不仅相信了这个神话，而且使它成为 了现实． 要使气体液化就需要有足够低的低温热源．首 先是用低温热源把气体的显热吸收掉，把气体冷却 到它的冷凝温度，这时气体就变为饱和蒸气．接着再 在该冷凝温度下继续吸收它的冷凝潜热，气体就从 饱和蒸气变为液体．这就是气体的液化过程．很显然，具有足够低的低温热源是使气体液化的重要条件．但是有很多气体的液化温度要低于或远远低于地球上自然环境所能达到的最低温度，所以这些气体的液化必须依靠人工制冷． １温度测定法与温标 １６世纪末，伽利略制成了第一个温度计，如图１所示．玻璃管与玻璃泡相连，管内有有色液体，倒置于水杯之中．当被测温度的物体与玻璃泡接触时，泡内空气就会因热胀冷缩而发生体积变化，使有色液柱上升或下降，再由玻管上标有“热度”（即现在所说的“温度”）的刻度读出．１７０９一１７１４年，迁居荷兰的德国玻璃工华伦海特经过研究，把冰、水、氯化铵的混合物平衡温度定为０下，人体温度定为９６下，其间分为９６格，每格为１下．这就是华氏温标．１７４２ 图ｌ伽利略制成的第一个温度计 年，瑞典物理学家、天文学家摄尔修斯制成的水银温度计则把水的沸点和冰的熔点分别定为００Ｃ和１０００Ｃ，其间分为１００格，每格为１ｏＣ，这就是得到广泛流行的实用温标——摄氏温标．１７５０年，摄尔修斯接受同事斯特默尔的建议，把上述两定点的温度对调，这才成为现在的摄氏温标即百分温标．上述温标都是经验温标，由于经验温标有极大的局限性，满足不了日益发展的科学技术与生产的需要，因此必须有一种确定温度的方法使测温与测温手段无关，从而能准确地定义被测的热状态的值．这就是热力学温标（开氏温标）．根据热力学第二定律，开尔文提出了用理想热机来决定温度的温标．１９２７年，第七届国际计量大会确定它为最基本的温标．１９５４年大会又决定把２７３．１６Ｋ这一水的三相点 收稿日期：２００８—０８—０４；修回日期：２００９—０３－２３ 作者简介：缪华（１９８５一），女，江苏无锡人，上海理工大学制冷技术研究所２００７级硕士生

HID气体放电灯技术简析

HID气体放电灯技术简析 60%以上是集中在夜间及天候不良的情况中，这都是因为在这些时间的驾车视线通常较差，驾驶人就必须花费较多眼力及体力来聚精会神观看路面，间接造成疲劳及注意力分散，当然驾车发生意外的比例也会跟着水涨船高。 关键词：飞利浦HID气体放电灯 根据统计，人们驾车发生事故的时间，几乎60%以上是集中在夜间及天候不良的情况中，这都是因为在这些时间的驾车视线通常较差，驾驶人就必须花费较多眼力及体力来聚精会神观看路面，间接造成疲劳及注意力分散，当然驾车发生意外的比例也会跟着水涨船高。 人类对于驾车视线明亮度的追求也是欲求不满，尤其在车辆大灯用久光度衰减的情况下，大多数消费者都会寻求市面上亮度更高的改装灯泡来解决问题。所以，在市面上所谓的超白光、超强光、超炫光一堆灯泡产品也应运而生。不过，直到最新科技的HID气体放电灯出现，人们对于亮度的定义，又有另一番见解了。市面上所谓的车用大灯，目前95%以上都还是使用卤素灯泡，而其发光原理则是藉由其中的钨丝产生光与热。然而受限于钨丝本身的材料熔点，一般原厂的60W卤素灯也顶多产生3000~3200K的色温度；若是改装灯泡，藉由提高钨丝电阻及瓦数，100W灯泡也最多提升到3400~3800K的色温度。

现在越来越多中高级车使用的HID气体放电式灯组，其发光原理与传统的卤素灯就完全不同了。举个简单一点的例子来解释，如果说卤素灯的发光原理像家里的传统灯泡，HID气体放电灯就像日光灯管了。HID气体放电灯的发光原理是利用正负电刺激氙气与稀有金属化学反应发光，所以会发现在HID灯泡的灯管内还有一颗小小的玻璃球，这其中就是灌满了氙气及少许稀有金属，只要用电流去刺激它们进行化学反应，两者就会发出高达4000K色温度的光芒，这不但是传统卤素灯所难以望其项背的光度，4000K其实也是最接近正午日光的色温，最能让人眼感觉舒服的光度。此外，由于氙气分子活动能力会随着使用时间的加长而越趋活泼，因此气体放电灯泡会越用越亮。 就因为HID气体放电灯与传统卤素灯发光原理不同，所以车上的大灯灯泡钨丝用12伏特的电压已能让它发光；要是用在刺激气体放电灯中的氙气发光，那是绝对不够的，所以，真正的HID气体放电灯，就像日光灯组一样必须要有一个变压器，先将车上的12V电压升压到23000V，用在刚开启电源时的瞬间，强烈刺激氙气迅速达到高亮度，接着再将电压转成8000V，稳定持续供应氙气灯泡发光。 其实市面上早已出现许多款改装气体放电灯组，然而受限于配合灯座形式较少，安定器的品质稳定度不佳，单价也偏高，所以市面上消费者的反应并不热衷。因为如此，向以制造灯具出名的PHILIPS公司推出了一款HID气体放电大灯改装套件，不但安定器的品质稳定，也针对市面上各车型的灯座开发适用产品。这组PHILIPS的改装HID气体放

气体放电物理知识要点总结2014-6-6

气体放电物理知识要点总结 1．气体放电过程中一般存在六种基本粒子：电子，正离子，负离子，光子，基态原子（或分子），激发态原子（或分子）。2．光子能量,其中为光的频率，h为普朗克常数。 3．原子能量由原子内部所有粒子共同决定，通常人们感兴趣的是原子最外层电子即价电子，因为气体放电过程主要是由最外层 电子参加的。原子通常处于稳定的能级，成为基态（基态能量 E1），当价电子从外界获得额外能量时，它可以跳跃到更高能级，此时原子处于激发态（激发态能量E2），电子处于激发态的时 间很短，然后会跃迁到基态或低激发态，并以光子形式释放出 能量（）。 当电子获得的能量超过电离能时，电子就与原子完全脱离而成 为自由电子，原子变为正离子。 4．正离子也可被电离，负离子是电子附着到某些原子或分子上而形成的。负离子的能量等于原子或分子的基态能量加上电子的 亲和能。气体放电中的带电粒子是电子和各种离子（正离子和 负离子）。每种离子都将影响气体放电的电特性，电子的作用通 常占主导地位。 5．波数等于波长的倒数，表示在真空中每厘米的波长个数。即 6. 原子所处的状态取决于其核外电子的运动状态，可用四个量子数来描述。

主量子数n(n=1,2,3…), 它是由电子轨道主轴的尺寸决定； 轨道角量子数l，(l=0,1,2,3…n-1),它是由椭圆轨道的短轴和长轴之比决定。 轨道磁量子数m l,其取值范围为，它是由轨道相对于磁场的位置决定的； 自旋磁量子数. 7．在光谱中，将电子组态用规定的符号来标志，轨道角量子数用字母s,p,d,f等表示，相应的l值分别为0，1，2，3等。 电子组态所形成的原子态符号可以表示为 第二章.气体放电的基本物理过程 1．带电离子的产生方式：碰撞电离，光电离，热电离，金属表面电离 2．电子与原子碰撞时，若碰撞不引起原子内部的变化，这种碰撞称为弹性碰撞，若电子能量足够大，电子与原子碰撞后，可引起原子内部发生变化，即引起原子的激发或电离，这种碰撞称为非弹性碰撞。碰撞激发：若电子动能比原子的电离能小，但比原子激发能大，则电子与原子碰撞时，可使得原子激发。 碰撞电离：若电子动能比原子的电离能大很多，那么在非弹性碰撞之后，除了电子传递给原子一部分能量外，仍保留一部分动能，它以较低速度继续运动，并且原子被电离释放出一个电子。 分级电离：若被激发的原子再次与电子碰撞，那么电子的动能也可传

气体放电作业

气体放电理论分析就引用 1、引言： 气体中流通电流的各种形式统称气体放电，处于正常状态并隔绝各种外电离因素的气体是完全不导电的，但空气中总会有来自空间的各种辐射，总会有少量带电质点，一般情况下每立方厘米空气中有约500-1000对离子。气体放电等离子体作为物质的第四态，其物性及规律与固态、液态、气态的各不相同。气态放电等离子体是由电子、各种离子、原子组成的，远比气体、液体、固体复杂，其中发生着大量各不相同的基本过程。气体放电时等离子体物理的一个重要组成部分，气体放电现象时通过气体以后由电离了的气体表现出来的。研究气体放电的目的是要了解这种电离了的气体在各种条件下的宏观现象及其性质，同时研究其中所发生的的微观过程，并进一步把这两者联系起来，由表及里地掌握气体放电的机理。由此可见气体放电现象的主要任务是研究各种气体放电现象的物理过程及其内在规律。在自然界和人们的日常生活中经常会碰到气体放电现象，犹如大气的电离层、太阳风、日冕和闪电等都是自然界的气体放电现象。现在对气体放电的类型进行分类阐述并对其应用前景进行研究探讨。 2、气体放电的分类 在不同的物理条件下，由于占主导地位的基本物理过程不同，会产生各种不同形式的气体放电现象。按维持放电是否必须有外界电离源把放电分为非自持放电和自持放电；按放电参量是否随时间变化分为稳态放电和非稳态放电；可根据阴极的工作方式分为冷阴极放电和热阴极放电；可按工作气压的高低分为低气压放电、高气压放电和超高压放电；根据以哪一种基本过程占优势以及电子离子在放电过程中运动的特点为依据可以分为：

辉光放电：辉光放电充满整过电极空间，电流密度较小，一般为1mA/cm2 -5mA/cm2,整个空隙仍呈上升的伏安特性，处于绝缘状态。 电晕放电：高场强度电极附近出现发光的薄层，电流值也不大，整个空隙仍处于绝缘状态。 刷状放电：由电晕电极伸出的明亮而细的断续放电通道，电流增大，但此时间隙仍未被击穿。 火花放电：贯通两电极的明亮而细的断续的放电通道，间隙由一次次火花放电间歇地被击穿。 气体放电过程描述框图：

气体放电的物理过程

第二章气体放电的物理过程 本章节教学内容要求： 气体分子的激发与游离，带电质点的产生与消失 汤森德气体放电理论：电子崩的形成，自持放电的条件，帕邢定律。 流注理论：长间隙击穿的放电机理，极性效应，先导放电，雷云放电及电晕。 必要说明：1）常用高压工程术语 击穿：在电场的作用下，由电介质组成的绝缘间隙丧失绝缘性能，形成导电通道。 闪络：沿固体介质表面的气体放电（亦称沿面放电） 电晕：由于电场不均匀，在电极附近发生的局部放电。 击穿电压（放电电压）Ｕb（ｋＶ）：使绝缘击穿的最低临界电压。 击穿场强（抗电强度，绝缘强度）Ｅb（ｋＶ／ｃｍ）：发生击穿时在绝缘中的最小平均电场强度。Ｅｂ＝Ｕｂ／Ｓ（Ｓ：极间距离） 一般在常压大气中，Ｅｂ＝３０ｋＶ／ｃｍ，当Ｓ较小为ｃｍ且电场为均匀分布时； Ｅｂ＝５００ｋＶ／ｍ，当Ｓ较大接近ｍ时。 放电：（狭义与广义）气体绝缘的击穿过程。 辉光放电：当气体压力低，电源容量小时，放电表现为充满整个气体间隙两电极之间的空间辉光，这种放电形式称为辉光放电。 火花放电：在大气压力或更高的压力下，电源容量不大时变现出来的放电。主要表现为：从一电极向对面电极伸展的火花而不是充满整个空间。火花放电常常会瞬时熄灭，接着有突然出现。 电晕放电：在不均匀电场中，曲率半径很小的电极附近会出现紫兰色的放电晕光，并发出“兹兹”的可闻噪声，此种现象称为电晕放电。如不提高电压，则这种放电就局限在很小的范围里，间隙中的大部分气体尚未失去绝缘性能。电晕放电的电流很小 电弧放电：在大气压力下，当电源容量足够大时，气体发生火花放电之后，便立即发展到对面电极，出现非常明亮的连续电弧，此称为电弧放放电。电弧放电时间长，甚至外加电压降到比起始电压低时电弧依然还能维持。电弧放电电流大，电弧温度高。 电气设备常常以一个标准大气压作为绝缘的情况，这是可能发生的是电晕放电，火花放电或者是电弧放电。 2）常见电场的结构 均匀场：板－板 稍不均匀场：球－球 极不均匀场：（分对称与不对称） 棒－棒对称场 棒－板不对称场 线－线对称场 §２－１气体中带电质点的产生和消失 一．带电粒子的产生（电离过程） 气体中出现带电粒子，才可在电场作用下发展成各种气体放电现象，其来源有两个：一是气体分子本身发生电离，二气体中的固体或液体金属发生表面电离。 激励能：一个原子的外层电子跃迁到较远的轨道上去的现象称为激励，其值为两个能级

第一章 气体放电的基本物理过程

第一章气体放电的基本物理过程 一、选择题 1) 流注理论未考虑 A．碰撞游离B．表面游离C．光游离D．电荷畸变电场 2) 先导通道的形成是以 A．碰撞游离B．表面游离C．热游离D．光游离 3) 电晕放电是一种 A．自持放电B．非自持放电C．电弧放电D．均匀场中放电 4) 气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称 为。 A.碰撞游离 B.光游离 C.热游离 D.表面游离 5) ______型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。 A.电工陶瓷 B.钢化玻璃 C.硅橡胶 D.乙丙橡胶 6) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？ A.大雾 B.毛毛雨 C.凝露 D.大雨 7) 污秽等级II的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离 海岸盐场3km~10km地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为mg/cm。A.≤0.03 B.>0.03~0.06 C.>0.06~0.10 D.>0.10~0.25 以下哪种材料具有憎水性？ A. 硅橡胶 B.电瓷 C. 玻璃D金属28) 二、填空题 9) 气体放电的主要形式：、、、、 10) 根据巴申定律，在某一PS值下，击穿电压存在 11) 在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压。 12) 流注理论认为，碰撞游离和是形成自持放电的主要因素。 13) 工程实际中，常用棒－板或电极结构研究极不均匀电场下的击穿特 性。 14) 气体中带电质子的消失有、复合、附着效应等几种形式 15) 对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是。 16) 沿面放电就是沿着 17) 18) 19) 标准参考大气条件为：温度h0 11g/m3t0 20C ，压力b0 kPa，绝对湿度 20) 三、计算问答题 21) 简要论述汤逊放电理论。 22) 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？越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越______ 等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上__________含量的一种方法常规的防污闪措施有：爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料 1/18页 23) 24) 影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些？ 某距离4m的棒-极间隙。在夏季某日干球温度t干 30C，湿球温度

大工11春《气体放电技术》在线作业

大工11春《气体放电技术》在线作业1 一、判断题（共10 道试题，共60 分。）V 1. 气体击穿后的放电形式和气压有关。 A. 错误 B. 正确 满分：6 分 2. 第一个提出定量的气体放电理论的科学家是汤森。 A. 错误 B. 正确 满分：6 分 3. 等离子体是物质的第四态。 A. 错误 B. 正确 满分：6 分 4. 汤森放电理论适用于pd较大的情况。 A. 错误 B. 正确 满分：6 分 5. 流注放电理论认为二次电子的来源是空间的光电离。 A. 错误 B. 正确 满分：6 分 6. 辉光放电是由电子雪崩的不断发展而引起的放电。 A. 错误 B. 正确 满分：6 分 7. 混合气体中的潘宁效应可以用汤森放电理论来解释。 A. 错误 B. 正确 满分：6 分 8. 一个粒子单位时间内和其他粒子碰撞的平均次数，被称为碰撞频率。 A. 错误 B. 正确 满分：6 分 9. 汤森放电理论认为二次电子的来源是正离子撞击阴极，使阴极表面产生电子逸出。 A. 错误 B. 正确 满分：6 分 10. 参与碰撞的粒子间发生位能变化，这种碰撞被称为弹性碰撞。 A. 错误 B. 正确 满分：6 分 二、单选题（共5 道试题，共20 分。）V 1. 碰撞分类正确的是()。 A. 第一种碰撞，第二种碰撞

B. 弹性碰撞，非弹性碰撞 C. 刚性碰撞，非刚性碰撞 满分：4 分 2. 等离子体判据不包括()。 A. 德拜球内部粒子远大于1 B. 等离子体频率必须大于电子和中性粒子的碰撞频率 C. 等离子体频率必须小于电子和中性粒子的碰撞频率 满分：4 分 3. 放电过程中，设每个电子沿电场方向移动1cm距离时与全体气体分子或者原子碰撞所能产生的平均电离次数，称作()。 A. 汤森第一放电系数 B. 汤森第二放电系数 C. 帕邢系数 满分：4 分 4. 原子中的电子在()态时是稳定的。 A. 基 B. 第一激发 C. 第二激发 满分：4 分 5. 等离子体是由电子，粒子和中性粒子组成的一种()。 A. 固体 B. 液体 C. 准中性气体 满分：4 分 三、多选题（共5 道试题，共20 分。）V 1. 等离子体由()构成。 A. 离子 B. 电子 C. 中子 D. 中性粒子 满分：4 分 2. 常见的气体放电主要包括()。 A. 辉光放电 B. 火花放电 C. 电弧放电 D. 电晕放电 满分：4 分 3. 带电粒子消失的原因是()。 A. 复合 B. 扩散 C. 电离 D. 分解 满分：4 分 4. 电极表面带电粒子的产生包括()。

气体放电过程的分析

气体放电过程的分析 摘要:气体电介质，特别是空气，是电力系统中最重要的绝缘介质。对气体放电过程进行分析，研究气体电介质的绝缘特性具有十分重要的意义。而气体放电又受气体间隙、环境电场影响，其过程的分析需要各种理论的支持。 关键字：气体放电、带电质点、气体间隙、电子崩、汤逊理论、流注理论 K 一、气体中带电质点的产生与消失 1．气体中带电质点的产生 气体的特点：气体的分子间距很大，极化率很小，因此，介电常数都接近于1。纯净的、中性状态的气体是不导电的，只有气体中出现了带电质点（电子、正离子、负离子）以后，才可能导电，并在电场作用下发展成为各种形式的气体放电现象。 气体导电的原因：气体中出现了带电质点（电子、正离子、负离子）以后，游离出来的自由电子、正离子和负离子在电场作用下移动，从而形成气体电介质的电导层。 气体带电质点的来源：有两个，一是气体分子本身发生游离（包括撞击游离、光游离、热游离等多种形式）；二是放在气体中的金属发生表面游离。 2．气体中带电质点的消失 气体中带电质点的消失主要有下列三种方式：带电质点受电场力的作用流入电极并中和电量；带电质点的扩散；带电质点的复合。 1）带电质点受电场力的作用而流入电极，中和电量 带电质点在电场力的作用下受到加速，在向电场方向运动途中会不断地与气体分子相碰撞，碰撞后会发生散射，但从宏观来看，是向电场方向作定向运动的。其平均速度开始是逐渐增加的（因受电场力的加速），但随着速度的增加，碰撞时失去的动能也增加，最后，在一定的电场强度下，其平均速度将达到某个稳定值。这一平均速度称为带电质点的驱引速度。 2）带电质点的扩散 带电质点的扩散就是指这些质点会从浓度较大的区域转移到浓度较小的区域，从而使带电质点在空间各处的浓度趋于均匀的过程。 带电质点的扩散是由杂乱的热运动造成的，而不是由于同号电荷的电场斥力造成的，因为即使在很大的浓度下，离子之间的距离仍大到静电力起不到什么作用的程度。电子的直径比离子的直径小很多，在运动中受到的碰撞也比离子少得多，因此电子的扩散比离子的扩散快得多。 3）带电质点的复合 带有异号电荷的质点相遇，发生电荷的传递、中和而还原为中性质点的过程称为复合。复合时，质点原先在游离时所吸取的游离能通常将以光子的形式如数放出。对负离子来说，复合的过程就是从负离子上游离出原先吸附的一个电子。 二、汤逊理论 气隙击穿的过程，就是各种形式的游离持续发展的过程。在不同情况下，各

气体灭火工作原理及控制方式

气体灭火系统主要有自动、手动、机械应急手动和紧急启动/停止四种控制方式，但其工作原理却因其灭火剂种类、灭火方式、结构特点、加压方式和控制方式的不同而各不相同，下面列举部分气体灭火系统分别进行介绍。 一、系统工作原理 （一）高压二氧化碳灭火系统、内储压式七氟丙烷灭火系统与惰性气体灭火系统 平时，系统处于准工作状态。当防护区发生火灾，产生烟雾、高温和光辐射使烟感、温感、感光等探测器探测到火灾信号，探测器将火灾信号转变为电信号传送到报警灭火控制器，控制器自动发出声光报警并经逻辑判断后，启动联动装置，经过一段时间延时，发出系统启动信号，启动驱动气体瓶组上的容器阀释放驱动气体，打开通向发生火灾的防护区的选择阀，同时打开灭火剂瓶组的容器阀，各瓶组的灭火剂经连接管汇集到集流管，通过选择阀到达安装在防护区内的喷头进行喷放灭火，同时安装在管道上的信号反馈装置动作，将信号传送到控制器，由控制器启动防护区外的释放警示灯和警铃。 另外，通过压力开关监测系统是否正常工作，若启动指令发出，而压力开关的信号未反馈，则说明系统存在故障，值班人员应在听到事故报警后尽快到储瓶间，手动开启储存容器上的容器阀，实施人工启动灭火。 （二）外储压式七氟丙烷灭火系统 控制器发出系统启动信号，启动驱动气体瓶组上的容器阀释放驱动气体，打开通向发生火灾的防护区的选择阀，同时加压单元气体瓶组的容器阀，加压气体经减压进入灭火剂瓶组，加压后的灭火剂经连接管汇集到集流管，通过选择阀到达安装在防护区内的喷头进行喷放灭火。 二、系统控制方式 气体灭火系统具体控制过程见图1控制流程图所示。 图1控制流程图

（一）自动控制方式 本灭火控制器配有感烟火灾探测器和定温式感温火灾探测器。控制器上有控制方式选择锁，当将其置于“自动”位置时，灭火控制器处于自动控制状态。当只有一种探测器发出火灾信号时，控制器即发出火警声光信号，通知有异常情况发生，而不启动灭火装置释放灭火剂。如确需启动灭火装置灭火时，可按下“紧急启动按钮”，即可启动灭火装置释放灭火剂，实施灭火。当两种探测器同时发出火灾信号时，控制器发出火灾声、光信号，通知有火灾发生，有关人员应撤离现场，并发出联动指令，关闭风机、防火阀等联动设备，经过一段时间延时后，即发出灭火指令，打开电磁阀，启动气体打开容器阀，释放灭火剂，实施灭火；如在报警过程中发现不需要启动灭火装置，可按下保护区外的或控制操作面板上的“紧急停止按扭”，即可终止控制灭火指令的发出。 （二）手动控制方式 将控制器上的控制方式选择锁置于“手动”位置时，灭火控制器处于手动控制状态。这时，当火灾探测器发出火警信号时，控制器即发出火灾声、光报警信号，而不启动灭火装置，需经人员观察，确认火灾已发生时，可按下保护区外或控制器操作面板上的“紧急启动按钮”，即可启动灭火装置，释放灭火剂，实施灭火。但报警信号仍存在。 无论装置处于自动或手动状态，按下任何紧急启动按扭，都可启动灭火装置，释放灭火剂，实施灭火，同时控制器立即进入灭火报警状态。 （三）应急机械启动工作方式 用于控制器失效时，当职守人员判断为火灾时，应立即通知现场所有人员撤离现场，在确定所有人员撤离现场后，方可按以下步骤实施应急机械启动：手动关闭联动设备并切断电源；打开对应保护区选择阀；成组或逐个打开对应保护区储瓶组上的容器阀，即刻实施灭火。（四）紧急启动/停止工作方式 用于紧急状态。情况一，当职守人员发现火情而时气体灭火控制器未发出声光报警信号时，应立即通知现场所有人员撤离现场，在确定所有人员撤离现场后，方可按下紧急启动/停止按钮，系统立即实施灭火操作；情况二，当气体灭火控制器发出声光报警信号时并正处于延时阶段时，如发现为无报火警时可立即按下紧急启动/停止按钮，系统将停止实施灭火操作避免不必要的损失。