第2讲-非均匀电场气隙的击穿复习进程

一次放电过程。
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特点
流注根部 温度升高
热电离 过程
电离加强，更为明亮
先导 通道
电导增大 轴向场强更低 发展速度更快
wenku.baidu.com长空气间隙的平均击穿场强远低于短间隙
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2．主放电
当先导通道头部极为接 近板极时，间隙场强可达极 大数值，引起强烈的电离， 间隙中出现离子浓度远大于 先导通道的等离子体
新出现的通道大致具有 极板的电位，在它与先导通 道交界处保持极高的电场强 度，继续引起强烈的电离
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3. 放电及极性效应
当等离子通道向板极推进时（不论正负，只是正极推进 容易，负极推进困难），由于通道的电压降，前方的电 场越来越弱，深入间隙一段距离后，就停止不前了，形 成电晕放电或刷状放电，电压越高，等离子通道越长。
外电压足够高时，等离子通道逼近板极，电场逐步升高 ，导致放电加剧，形成正反馈，从而导致间隙完全击穿
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Q&A
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•当棒具有负极性时
电子崩中电子离开强电场 区后，不再引起电离，正离子 逐渐向棒极运动，在棒极附近 出现了比较集中的正空间电荷 ，使电场畸变
棒极附近的电场得到增强 ，因而自待放电条件就易于得 到满足、易于转入流注而形成 电晕放电；前方的电场削弱使 得前方产生电子崩的几率减小 。
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2. 流注发展阶段
第2讲-非均匀电场气隙的击穿
一、极不均匀电场中的放电过程（短间隙）
1. 非自持放电阶段
当棒具有正极性时 棒极附近电场强度大，产生
电子崩，崩头的电子进入棒极， 崩尾的正空间电荷积聚在棒的前 方，由于正电荷的作用，减少了 紧贴棒极附近的电场，而加强了 前方的电场。造成棒极附近难以 造成流注，使得自持放电、即电 晕放电难以形成；而前方却容易 产生新的电子崩。
长间隙时产生的高密度等离子通道（先导）使得 通道接近板及时的电场增大十分显著，从而发生 强场电离（主放电），而短间隙时，由于通道的 电阻大，压减大，接近板极时的前方电场不足以 引起强场电离，只是使流注发展加速，在贯穿电 极后，电导电流才足以引起热电离，发展成电弧 。
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三、电晕 电晕放电现象
电离区的放电过程造成。咝咝的声音，臭氧的气味， 回路电流明显增加(绝对值仍很小)，可以测量到能量损失
脉冲现象
(a) 时间刻度T=125s (b) 0.7A电晕电流平均值 (c) 2A电晕电流平均值
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电晕起始电压和电晕起始场强
电晕是一种自持放电形式，起始电压在原理上可由自持放 电条件求得
对工程实践有重要意义
不利影响：能量损失；放电脉冲引起的高频电磁波干扰； 化学反应引起的腐蚀作用等
有利方面：电晕可削弱输电线上雷电冲击电压波的幅值及 陡度；利用电晕放电改善电场分布，提高击穿电压 ；利用电 晕放电除尘等
极性效应
正棒电晕起始电压高，击穿电压低 负棒电晕起始电压低，击穿电压高
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二、极不均匀电场中的放电过程（长间隙）
1．先导放电
1）由于场强逐渐减 弱，放电停顿。
2）空间电荷汇入等 离子区，向根部流动 ，造成根部热游离。
3）热游离的根部电
导加大，相当于电阻
更小的等离子通道电
极代替了原通道的一
部分。在头部引起又
高场强区（强电离区） 迅速向阳极传播，强电离通 道也迅速向前推进，这就是 主放电过程。
１——主放电通道 ２——主放电和先导通道的交界区 ３——先导通道
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长短间隙放电过程的对比分析
均为等离子通道向棒极推进，均在推进到板极附 近时由于电场增大的因素导致放电发展加速；
长间隙时，由于根部的热电离使得等离子体的密 度增大，因而导致放电的二次发展，短间隙不足 以产生根部的热电离；
当棒具有正极性时
由于前方电场加强产生新 电子崩，其电子向正棒移动时 要经过电场减弱后的正电荷区 ，形成等离子通道；其尾部的 正离子构成等离子通道前方的 的正电荷区，于是在等离子通 道前方与正电荷区之间又形成 弱电场区，以及正电荷区前方 的强电场区。 （曲线3）
上述过程持续进行，移促 进等离子通道进一步发展，逐 渐向板极推进
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当棒具有负极性时
棒极的强电场区产生大量 的电子崩，汇入围绕棒极的正 空间电荷，由于此处的电场强 度大，等离子体形成困难，电 子跑出正电荷区，消失在间隙 中。 （曲线2）
升高电压待前方电场足够 强后，发展新电子崩，其正电 荷密度增大，棒极附近的强电 场区产生的大量电子，与其混 合，混合密度越大，导电性越 好，电场下降，达到一定程度 时，等离子体形成（曲线3） ，相当于棒极板极推进。