Коронный разряд. Развитие разряда в резко-неоднородных полях, страница 7

абвг

Рисунок 2.12 Снос ионизированного газа в межэлектродный промежуток. Стрелочкой указана область соприкосновения воздушного потока с плоским электродом. Негативы фотографий коронного разряда, представлены после незначительной обработки по улучшению контрастности изображения для «выделения» свечения в межэлектродном промежутке. Кадры получены при разных напряжениях: а – 15,8 кВ, 55 мкА, б – 16,1 кВ, 58 мкА, в – 16,5 кВ, 66 мкА, г –фотография освещённой кюветы без напряжения.

Униполярный коронный разряд.

Униполярный коронный разряд исследовался на примере системы электродов «игла-сфера», при различных межэлектродных расстоянии в диапазоне от 10 до 30 мм. Диапазон подаваемых напряжений снизу ограничивался напряжением зажигания коронного разряда. Сверху диапазон напряжений ограничивался либо искровым пробоем, либо предельным напряжением источника 40 кВ. Также источник питания накладывал ограничения на разряд по току: не выше 200 – 250 мкА, в зависимости от напряжения. Исследования проводились при атмосферном давлении.

Рис. 14. Вольтамперные характеристики коронного разряда в системе «игла-сфера» для различной полярности электрода «игла» при межэлектродном расстоянии 15 мм. Со стороны высокого напряжения графики ограничены искровым пробоем межэлектродного промежутка.

Отметим, что коронный разряд при коронирующем катоде обладает большей проводимостью и более высоким напряжение искрового пробоя, чем при коронирующем аноде (Рис. 14).

Отрицательная полярность

Как уже отмечалось ранее горение коронного разряда отрицательной полярности происходит в одной фазе, т.е. нет изломов вольтамперной характеристики (Рис. 17) и резких изменений в свечении разряда.

После зажигания коронного разряда регистрируется классическая форма лавинного коронного разряда с локализованной на острие коронирующего электрода зоной приэлектродного свечения (Рис. 18: а).

При повышении напряжения происходит плавное увеличение размеров приэлектродной зоны свечения,[1] и она приобретает специфическую «лопатовидную форму» (Рис. 15).

а)б)

Рис. 15. Коронный разряд в системе «игла-сфера», при катоде «игла», напряжение 31 кВ, ток 180 мкА, а) фотография свечения, б) линии равной интенсивности свечения (красный – 100%, жёлтый – 75%, голубой – 50%, синий – 25%), после предварительной билинейной фильтрации с размером фильтрующей матрицы 5.

При дальнейшем повышении напряжения наблюдается появление диффузного свечения в межэлектродной области у противоэлектрода (Рис. 18: б). При дальнейшем повышении напряжения диффузное свечение, распространяясь от противоэлектрода, заполняет весь межэлектродный промежуток (Рис. 18: в). Поначалу эти два эффекта считали единым эффектом, который пробовали рассматривать в комплексе [21], но варьирование межэлектродного напряжения показало возможность их независимого наблюдения. Наблюдения показали, что специфическая лопатовидная форма приэлектродного свечения определяется величиной электрического тока, протекающего в межэлектродном промежутке (Рис. 16). В то же время яркость межэлектродного свечения сильно спадает по мере увеличения межэлектродного расстояния. Однозначно привязать яркость свечения в межэлектродном промежутке к параметрам системы пока не удалось. Если такая связь имеется, то она маскируется изменением чувствительности камеры[2], и как следствие изменением регистрируемой яркости свечения.

Рис. 16. Коронный разряд в системе электродов «игла-сфера», при катоде «игла». Фотографии свечения разряда (сверху) и линии равной интенсивности свечения (красный – 100%, жёлтый – 67%, голубой – 33%, синий – 0%), после предварительной билинейной фильтрации с размером фильтрующей матрицы (снизу). Сравнивается  разряд при равных токах 150мкА, межэлектродном расстоянии 10 мм и напряжении 15,5 кВ (слева) и межэлектродном расстоянии 20 мм и напряжении 28,5 кВ (справа).