高气压下不均匀电场气体击穿的发展过程

　一、电场不均匀程度划分
　　电场不均匀系数(电场利用系数)
　　均匀电场f=1,稍不均匀电场f<2,极不均匀电场f<4
　　同轴圆柱电极半径x点
　　
　　
　二、极不均匀电场气体电晕放电
　　1.电晕放电现象
　　电晕：极不均匀电场，电压高到一定程度，空气间障，大曲率电极附近（涨场高）的发光层，像“目晕”，这种放电现象定名为~
　　电晕放电形式：起晕电极曲率很大时，电晕层很薄，且比较均匀，放电电流稳定，自持放电是汤逊形式，即电子崩电晕。
　　　　　　　　　　　
　　 流注形式：电压升高，电晕层扩大，个别电子崩形成流注，出现放电的脉冲现象，转入流注形成电晕放电。
　　① 电极曲率半径加大，则电晕开始就很强烈，一出现就形成流注形式
　　② 电压升高，个别流注强烈发展，出现刷状放电，放电脉冲现象更强烈，最后贯通间隙，完全击穿。
　　③ 冲击电压下来不及出现分散的电子崩，一开始就是流注形式。
　　电晕放电极性效应，尖负电极——规律脉冲
　　尖正电极——不规则，U个，脉冲特性不显著
　　尖—板电极，尖为负，电压逐步升高，民晕电流波形变化阶段：
　　①电压很低，电流极小，平均,波形不规则。
　　②电压升至一定值，出现有规律的重复脉冲电流，
　　③电压继续升高，脉冲幅值不变，频率增高，平均电流加大，
　　④ 电压继续升高，高频脉冲消失，持续电晕放电，
　　⑤电压继续升高，临击穿时出现刷状放电，又出现不规则的强烈脉冲电流
　　⑥最后击穿
　　2.空间电荷的作用
　　电晕放电特有的脉冲电流观象由空间电荷造成的。
　　①电离爆发，电子运动加快，负尖处留下正电荷，电子跑出去了
　　②电子运动至稍远离尖电极处，形成与原电场相反的电场，原电场衰减电子速度下降，易被气体分子捕获形成负离子，造成负空间电荷的积累。
　　③负空间电荷积累，削弱了尖端处场强，电离停止（脉冲）
　　⑤ 负空间电荷向外疏散，尖电极处场强重新增大，开始下一次电离。
　　电压升高，负离子疏散的更快，电场恢复迅速，脉冲频率上升
　　电压更主风吹草动，电子迅速向外运动，形成负离子，不能使电离中止，脉冲消失。
　　电压很高，引起刷状放电，不断形成强烈流注，脉冲没有规则。
　　
　　3.电晕的起始电压与起始电场
　　电晕——极不均匀场的自持放电
　　电晕起始电压计算原理，计算复杂，不准确
　　电晕起始电压U_c由经验公式来计算，E_c更直接
　　几种电极下电晕起始强场经验公式
　　（1） 同直径两根平行圆导线
　　
　　间距
　　（2） 单导线对地
　　上式d为镜像距离二倍，U_c导线对地电压
　　输电线电晕损耗功率与导线电压的关系
　　U<U¹导线局部电晕，损耗小，增长慢
　　U>U¹导线全面电曙，损耗大，增长快
　　U¹全面电晕起始电压
　　分裂导线广泛采用
　　电晕损耗因素：导线结构，分裂线径、分裂数、分裂间距、相间距离、离地高度、气象条件。难用公式计算，根据实测列出用表，综合计算。
　　高压输电线、恶劣天气、电晕咝咝声、夜间紫色晕光。电晕放电不利影响——能量损失，放电脉冲产生及频电磁波干扰、空气化学反应造成臭氧引起腐蚀，建设起高压输电线考虑。
　　消除电晕方法——改进电极形状，增大曲率半径，扩径，减小表面场强，空上薄壳，扩大球面尺寸，椭球圆。
　　正效应利用：合作
　　　　　　　　
　三、极不均匀电场的极性效应与长间隙放电
　　1.极性效应:高场强电极极性不同,空间电荷极性也不同,对放电发展的影响也就不同,就造成了不同的极性的高场强电极的电晕起始电压不同以及间隙击穿电压不同称为~
　　典型极不均匀电场——棒-板间隙
　　（1） 起始电晕电压不同
　　① 棒正极性：（a）电子向棒运动，进入强场区，引起电离现象而形成电子崩图 （b）电压上升，到放电达到自持、爆发电晕之间形成相当多电子崩，电子进入棒极，正离子留在空间，缓慢向板极移动，棒极附近，积累正空间电荷（c）减小了紧贴棒极的电场，加强了外部空间的电场。
　　——棒极附近电场被削弱，难以造成流注——自持放电，即电晕放电难以形成。
　　　　　　
　　② 棒负极性
　　图 （a）阴极电子立即进入强场区（出门即强场），电子崩
　　(b)电子崩电子离开强场区，电子不能再引起电离，慢走向阴极运动，部分消失于阴极，其余为氧原子吸附形成负离子，正离子向棒极运动，消失于棒极，速度慢，附近总有正电荷，负荷分散。
　　(c)负电荷浓度小，对外电场影响不大，正电荷使电场畸度。
　　——棒极附近电场增加，自持放电易于满足，易入转入流汪而形成电晕放电。
　　　　　
　　实验：棒正-板负电晕起始电压比负时略高
　　(2)间隙击穿电压不同
　　电压升高，棒极附近形成流注，爆发电晕，不同极性空间电荷对放电进一步发展的影响不同于电晕起始的影响。
　　①棒正极性
　　电压足够高，棒极附近形成流注——等离子体（不利于，但电压高），流注等离子头部正电荷减少了等离子体中电场，加强了头部电场，曲线易于产生新的电子崩，电子被吸引入头部正电荷区）加强延长了流注通道。
　　②棒负极性
　　棒附近易形成流注，产生电晕，但其后流注的发展困难，电晕起始后，棒极强电场使用时产生了大量电子崩，造成扩散分布的等离子体层，等离子体层增大了棒极曲率半径——前沿电场削弱，电压 ，电离在淡层外沿发展，逐渐扩大延伸电压很高才形成电子崩，二次电子崩，由于扩散，慢——负极性下通道发展困难，击穿电压高。
　　2.长间隙击穿过程
　　长间隙下，存在新的不同性质的放电过程——光导放电
　　（1）光导通道：流注通道还不足以贯通整间隙的情况下，仍能发展起击穿过程）流注发展到足够长后，较多的电子循通道流向电极，根部电子最多，温度升高，出现热电离过程，流通道移为光导通道。
　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　图 正光导形成
　　流注mk中电子被阳极吸引，电子浓度高开始热电离，引起带电质点浓度增尺，变成高电导的等离子体通道——光导mk，进一步产生新的流注nm，光导不断向前推进，——相当于电极伸出的导电棒负光导发生：电子流动方向从电极到流注，光导推进困难间隙击穿电压高。
　　出现许多流注，都江堰市可能成为光导发展方向，长间隙放电，路径有分支
　　（2）主放电
　　主放电过程：先导到达相对电极，主放电开始，通道头部接近对面电极，剩余小段间隙场强剧增，强烈放电，沿光导通道反向扩展到棒极，中和通道中的多余电荷，该过程——。
　　长间隙放电——光导放电（电子崩、流注、热电离）+主放电
　　短间隙放电——电子崩+流注+主放电
　四、稍不均匀电场的自持放电条年与极性效应
　　1.自持放电条件
　　高场强电离系数达一定值大部区域也达相当值
　　放电类似均匀电场，自持放电即击穿——不发生电晕
　　击穿电压分散性不尺
　　不同场强外的不同，是空间坐标γ的系数。
　　自持放电条件即击穿条件，不是是
　　2.极性效应
　　不明显
　　击穿电压特点：稍的均匀电场极性效应极不均匀场极性效应的相反。