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棒-板电极直流负电晕放电特里切尔脉冲的微观过程分析*

2013-02-25伍飞飞廖瑞金杨丽君刘兴华

物理学报 2013年11期

伍飞飞 廖瑞金† 杨丽君 刘兴华 汪 可 周 之

1)(输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学),重庆 400030)

2)(淄博供电公司,山东省电力集团公司,淄博 255000)

(2012年11月5日收到;2012年12月12日收到修改稿)

1 引言

电晕放电是一种非平衡态低温等离子体放电过程,通常发生在曲率半径很大的尖端电极附近[1].随着我国电力工业的发展,高压和超高压输电线路成为我国主要骨干网架并即将建立特高压线路,电晕损失已不可忽视[2].同时,电晕放电带来的可听噪声、电磁干扰、线路腐蚀、绝缘劣化以及扰民问题已日渐受到重视[3],此外,电晕放电在静电除尘、污水处理、空气净化、表面处理等工业设备中起着核心作用[4,5].特里切尔脉冲对于解释电晕放电的众多现象发挥着至关重要的作用,国内外虽开展了大量关于电晕产生机理的研究,但至今未取得突破性进展.对于电晕放电中特里切尔脉冲的形成机理,自1938年Trichel发现了特里切尔脉冲以来一直受到广大研究者的青睐[6].特里切尔脉冲是只在电负性气体中存在,通常表现为迅速上升(小至ns级)和缓慢衰减(数十ns)的一组规律脉冲电流信号[7,8].Trichel本人认为间隙中负空间电荷的形成和消散导致了脉冲电流的重复出现.Loeb等的试验[9]表明规律的脉冲电流只存在于电负性气体之中,同时Loeb提出了负直流电晕特里切尔脉冲空间电荷运动过程的物理模型[10],该模型考虑了电子崩过程,但无法解释他试验中发现的1.5 ns快速上升沿.Zentner[7]开展……

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