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高气压下不均匀电场气体击穿的进展过程
- 用电常识
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 f2,极不均匀电场 f4
同轴圆柱电极半径 x 点
二、极不均匀电场气体电晕放电
电晕：极不均匀电场，电压高到肯定程度，空气间障，大曲率电
极四周（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：电压上升，电晕层扩大，个别电子崩形成流注，消
灭放电的脉冲现象，转入流注形成电晕放电。
① 电极曲率半径加大，则电晕开头就很猛烈，一消灭就形成流
注形式
② 电压上升，个别流注猛烈进展，消灭刷状放电，放电脉冲现
象更猛烈，最终贯穿间隙，完全击穿。
③ 冲击电压下来不及消灭分散的电子崩，一开头就是流注形式。
1 : .
电晕放电极性效应，尖负电极——规律脉冲
尖正电极——不规章，U 个，脉冲特性不显著
尖—板电极，尖为负，电压逐步上升，民晕电流波形变化阶段：
①电压很低，电流微小，平均,波形不规章。
②电压升至肯定值，消灭有规律的重复脉冲电流，
③电压连续上升，脉冲幅值不变，频率增高，平均电流加大，
④ 电压连续上升，高频脉冲消逝，持续电晕放电，
⑤电压连续上升，临击穿时消灭刷状放电，又消灭不规章的猛烈
脉冲电流
⑥最终击穿
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，减弱了尖端处场强，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，开头下一次
电离。
电压上升，负离子疏散的更快，电场恢复快速，脉冲频率上升
电压更主风吹草动，电子快速向外运动，形成负离子，不能使电
离中止，脉冲消逝。
2 : .
电压很高，引起刷状放电，不断形成猛烈流注，脉冲没有规章。
电晕——极不均匀场的自持放电
电晕起始电压计算原理，计算简单，不精确
电晕起始电压 Uc 由阅历公式来计算，Ec 更直接
几种电极下电晕起始强场阅历公式
（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，Uc 导线对地电压
输电线电晕损耗功率与导线电压的关系
UU1 导线局部电晕，损耗小，增长慢
UU1 导线全面电曙，损耗大，增长快
U1 全面电晕起始电压
分裂导线广泛接受
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，依据实测列出用表，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
3 : .
应造成臭氧引起腐蚀，建设起高压输电线考虑。
消退电晕方法——改进电极外形，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
:高场强电极极性不同,空间电荷极性也不同,对放电
进展的影响也就不同,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，
棒极四周，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。
——棒极四周电场被减弱，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）阴极电子马上进入强场区（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
4 : .
运动，部分消逝于阴极，其余为氧原子吸附形成负离子，正离子向棒
极运动，消逝于棒极，速度慢，四周总有正电荷，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。
——棒极四周电场增加，自持放电易于满足，易入转入流汪而形
成电晕放电。
试验：棒正-板负电晕起始电压比负时略高
(2)间隙击穿电压不同
电压上升，棒极四周形成流注，爆发电晕，不同极性空间电荷对
放电进一步进展的影响不同于电晕起始的影响。
①棒正极性
电压足够高，棒极四周形成流注——等离子体（不利于，但电压
高），流注等离子头部正电荷削减了等离子体中电场，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
棒四周易形成流注，产生电晕，但其后流注的进展困难，电晕起
始后，棒极强电场使用时产生了大量电子崩，造成集中分布的等离子
体层，等离子体层增大了棒极曲率半径——前沿电场减弱，电压 ，
电离在淡层外沿进展，渐渐扩大延长电压很高才形成电子崩，二次电
子崩，由于集中，慢——负极性下通道进展困难，击穿电压高。
5 : .
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穿整间隙的状况下，仍能
进展起击穿过程）流注进展到足够长后，较多的电子循通道流向电极，
根部电子最多，温度上升，消灭热电离过程，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，电子浓度高开头热电离，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，光导不断向前推动，——相当于电极伸出的导电棒
负光导发生：电子流淌方向从电极到流注，光导推动困难间隙击穿电
压高。
消灭很多流注，都江堰市可能成为光导进展方向，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，主放电开头，通道头部接近对
面电极，剩余小段间隙场强剧增，猛烈放电，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
高场强电离系数达肯定值大部区域也达相当值
6 : .
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
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。
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