Коронный разряд. Развитие разряда в резко-неоднородных полях, страница 14

Рис. 28. Вольтамперная характеристика разряда в системе игла-игла, при межэлектродном расстоянии 15 мм. Красным отмечен график соответствующий горению лавинной формы разряда не содержащей стримерных пробоев. Синий график соответствует участкам, где регистрировались стримерные пробои. На Рис. 29 и Рис. 30 приведены линии равного уровня обработанного свечения разряда, осциллограммы тока и напряжения.

а)б)

в) г)

Рис. 29. Экспериментальные точки, соответствующие горению лавинной формы коронного разряда, без регистрации стримерных пробоев. Полярности электродов: слева – анод, справа – катод. Приводятся линии равного уровня интенсивности свечения, осциллограммы напряжения и тока, их средние значения. Экспериментальные точки соответствуют подписям на Рис. 28: а) после зажигания коронного разряда доминирует приэлектродное свечение у катода, б) равенство приэлектродных свечений, в) доминирование приэлектродного свечения у анода, без перекрытия свечения, г) доминирование приэлектродного свечения у анода, с перекрытием свечения

д) е)

ж) з)

Рис. 30. Экспериментальные точки, соответствующие регистрации стримерных пробоев межэлектродного промежутка. Полярности электродов: слева – анод, справа – катод. Приводятся линии равного уровня интенсивности свечения, осциллограммы напряжения и тока, их средние значения. Экспериментальные точки соответствуют подписям на Рис. 28:

Выводы:

Проведено исследование биполярного коронного разряда в симметричной системе «игла – игла». Обнаружены следующие особенности разряда:

·  Доминирование приэлектродного свечения у катода, непосредственно после зажигания биполярного коронного разряда.

·  При увеличении напряжения приэлектродное свечение у анода растёт быстрее и превосходит свечение у катода.

·  Заполнение свечением межэлектродного промежутка происходит за счёт перекрытия приэлектродных свечений.

·  Разряд может переходить в стримерную форму. Переход к стримерной форме происходит случайно. Так же случайно разряд может вернуться к диффузной форме.

·  Предположительно стримеры распространяются с анода на катод.

Таким образом, частота контрагированной формы, определяется внешней цепью.

Отметим следующие особенности в системе электродов «игла-сфера»:

·  отсутствие краевых эффектов не привело к качественным изменениям картины;

·  диффузная форма разряда проявилась более отчетливо, у противоэлектрода, несмотря на отсутствие краевых эффектов, наблюдалась противокорона;

·  При горении разряда в диффузной форме, электрический ток для иглы–анода примерно в два раза меньше, чем для иглы – катода;

·  При игле–аноде переход к контрагированной форме происходит существенно раньше, т.е. при меньших напряжениях на игле;

·  Напряжение зажигания кронного разряда мало меняется при увеличении межэлектродного расстояния от 7,5 до 15 мм. Для обоих полярностей напряжения на электроде «игла», напряжения зажигания лежат в интервале 2÷2,5 кВ, в то время как напряжение перехода к контрагированному разряду возрастсает для иглы–катода более чем в три раза, и для иглы–анода более чем в два раза.

В положительной короне, когда катодом служит электрод с большим радиусом кривизны, электрическое поле у катода слабое. Поэтому электронные лавины не могут порождаться электронами, выбиваемыми из катода вследствие вторичной эмиссии. Электронные лавины порождаются электронами, возникающими вблизи анода при объемной ионизации газа фотонами, излучаемыми коронирующим слоем. Они зарождаются на внешней границе коронирующего слоя и распространяются к положительному электроду, обладающему большой кривизной. Положительные ионы, двигаясь через «темную» область к катоду, образуют пространственный заряд, который снова ограничивает силу разрядного тока.

Начальное напряжение при положительной полярности электрода несколько больше, чем при отрицательной полярности. Объясняется это тем, что при развитии разряда с отрицательного электрода коэффициент вторичной ионизации γ больше, чем при положительной полярности электрода, поскольку в этом случае его значение определяется не только фотоионизацией в объеме, но еще и фотоионизацией на электроде.