Коронный разряд. Развитие разряда в резко-неоднородных полях, страница 9

При зажигании или погасании коронного разряда наблюдается переходная форма горения коронного разряда. Сразу отметим, что она не связана с переходными процессами и наблюдается при подаче медленноменяющегося, квазипостоянного напряжения. Данная стадия получила рабочее название «стример зажигания», в литературе она также упоминается как стример зажигания. Этой форме соответствует горение короткого стримерного канала, не замыкающего межэлектродный промежуток. В наших экспериментах его длина была около 2 мм при длине межэлектродного промежутка 10,5 мм (рис.2.13, а-в). Для данной фазы горения разряда соответствует примерно постоянное, слабо растущее значение тока (рис.2.13, г). Для различных образцов электрода «игла» интервалы напряжений, при которых наблюдается данная форма, существенно различаются, как и соответствующие токи. Наблюдались такие соотношения: интервал напряжений от 0,1 кВ с током насыщения 0,05 мкА, до интервала напряжений 0,5 кВ с током насыщения 1 мкА.

 а  б  в г

Рисунок 2.13. Фотографии коронного разряда, в фазе первичной стримерной формы, снятые при различной освещённости и размере диафрагмы (а-в), и вольтамперная характеристика коронного разряда в области зажигания, при положительном напряжении.

Фаза №2. Облегающая лавинная форма

После переходной первичной «стримерной» фазы наблюдается лавинная форма коронного разряда, но в отличие от отрицательной полярности, локализация ближней зоны значительно ближе соответствует рассчитанной в электростатическом приближении (рис.2.8). Динамику изменения формы короны при повышении напряжения иллюстрируют фотографии представленные на рис.2.14.

абвг

Рисунок 2.14. Динамика развития ближней зоны коронного разряда при положительной полярности, а – фотография иглы, б-г – негативы фотографий положительной короны: б – 3,4 кВ, 0,4 мкА, в – 6,2 кВ, 3,5 мкА, г – появление стримера (9,3 кВ, 10,0 мкА).

Виден рост размеров чехла коронного разряда (рис.2.14, б,в) и образование стримерного канала (рис.2.14, г).

На рис.2.15 представлен график изменения размеров (эквивалентного радиуса) чехла короны и ее фотографии в диапазоне напряжений 6÷13 кВ. Анализ полученной зависимости показал, что чехол разряда в рассмотренном диапазоне напряжений (6÷13 кВ) имеет шаровую форму, и радиус короны линейно зависит от напряжения.

Рисунок 1.15. Зависимость эквивалентного радиуса коронного разряда от напряжения (положительное напряжение).

Предполагаем, что отличие рассчитанных значений (рис.2.8) от полученных экспериментальных данных обусловлено наличием объёмного заряда, который приводит к увеличению зоны ионизации. Это происходит из-за того, что объемный заряд «сглаживает» спад напряжённости и, поэтому, поле ослабевает до критических значений на большем расстоянии.

Фаза 3. Канальная контрагированная форма.

В системе электродов игла–плоскость зафиксирована еще одна форма  разряда – контрагированная, возникающая при положительном напряжении на игле. Контрагированная форма разряда не сопровождается искровым пробоем межэлектродного промежутка. В литературе она известна как предпробойная стримерная форма.

При увеличении подаваемой мощности происходит переход к следующей фазе, к контрагированному разряду. При этом происходит существенное увеличение тока при незначительном повышении напряжения. Мы можем говорить о вольтамперной характеристике, близкой к так называемой S-образной форме. При этом возникает бегающий стримерный канал, пересекающий весь межэлектродный промежуток. Предположительно происходит стримерный пробой межэлектродного промежутка (рис.2.16), не переходящий в лидерный из-за недостаточной выходной мощности источника напряжения. Соответствующие осциллограммы тока представлены на рис.2.17.

Рисунок 2.16. S-образная форма вольтамперной характеристики коронного разряда при положительном напряжении. Представленные фотографии коронного разряда соответствуют выделенной точке на вольтамперной характеристике.