全電壓效應（full-scale voltage effect）是指靜電加速器中的加速管總的耐壓小於分段加速管耐壓之和，即加速管的耐壓不隨它的長度增加而線性增加，這種現象稱為全電壓效應。靜電加速器中的全電壓效應主要來自於加速管內部的“電子負載”。在加速管加電壓後，由於某些原因加速管內總會出現少量電子或離子，它們被加速後打到電極上，轟擊出較多的次級電子和離子。次級電子和離子又被加速，轟擊其他電極又產生更多的電子和離子。當轟擊粒子的能量達到某一閾值後，次級電子立即發生雪崩式的增加，進而引起了加速管內不完全擊穿。大量的次級電子在加速管內形成反向電子流，經加速管分壓電阻產生反向電壓，大大抵消了加速管上的正向電壓，使整根加速管電壓降低。
基本介紹
- 中文名：全電壓效應
- 外文名：full-scale voltage effect
- 規律：耐壓不隨長度增加而線性增加
- 現象：電極局部氣化，導致間隙擊穿
- 學科：電機工程
- 研究：真空擊穿研究
簡介,真空擊穿研究,
簡介
在高真空條件下，如按氣體碰撞電離理論分析，則所得擊穿電壓將極高，直至趨於無窮大。實際情況當然不是這樣，當真空度高於一定值時，擊穿電壓不再上升，這說明高真空中擊穿機理髮生了改變。
在間隙長度較大時，陰極與陽極之間存在巨大的電位差，電子在定向運動過程中積聚了極大的動能。當高能電子轟擊陽極時，能使陽極釋放出正離子及輻射出光子。當正離子及光子到達陰極時，也將加強陰極的表面電離。在此反覆過程中，產生越來越大的電子流，使電極局部氣化，導致間隙擊穿，這就是全電壓效應。電極表面如附有微小顆粒，則促進上述過程的發展，使擊穿電壓降低。
真空擊穿研究
採用高度真空也可以減弱氣隙中的碰撞電離過程而顯著提高氣隙的擊穿電壓。如果完全以第一章中所介紹的氣體放電理論來解釋高真空中的擊穿過程，所得出的擊穿電壓將極高（這時電子穿越極間距離時很難碰撞到中性分子，難以引起足夠多的碰撞電離），但是實際情況並非如此，從前面的圖2—16可以看到：在極間距離較小時，高真空的電氣強度的確很高，甚至可以超過壓縮的SF6氣體，但在極間距離增大時，電壓提高較慢，其電氣強度明顯低於壓縮氣體的擊穿場強了。
真空擊穿研究真空擊穿研究表明：在極間距離較小時，高真空的擊穿與陰極表面的強場發射有關，它所引起的電流會導致電極局部發熱而釋放出金屬氣體，使真空度下降而引起擊穿；在極間距離較大時，擊穿將由所謂“全電壓效應”而引起，這時隨著極間距離和擊穿電壓的增大，電子從陰極飛越真空抵達陽極時能積累到很大的動能，這些高能電子轟擊陽極表面時會釋放出正離子和光子，它們又將加強陰極上的表面電離。這樣反覆作用會產生出越來越多的電子流，使電極局部氣化而導致間隙的擊穿，這就是所謂“全電壓效應”。正由於此，隨著極間距離的增大，平均擊穿場強將變得越來越小。真空間隙的擊穿電壓與電極材料、表面光潔度和潔淨度（包括所吸附氣體的數量和種類）等多種因素有關，因而分散性很大。
在電力設備中實際採用高真空作為絕緣媒質的情況還不多，主要因為在各種設備的絕緣結構中大都還要採用各種固體或液體介質，它們在真空中都會逐漸釋出氣體，使高真空難以長期保持。目前高真空僅在真空斷路器中得到實際套用，真空不但絕緣性能較好，而且還具有很強的滅弧能力，所以用於配電網中的真空斷路器還是很合適的。
