4-2. Пробой коронирующих воздушных промежутков в сухих условиях
Если при выполнении условия самостоятельности разряда (при начальном напряжении) разрядные явления наблюдаются только в части промежутка, то такой разряд называют коронным, а промежуток, где он существует — коронирующим промежутком.
Рис. 4-10. Экспериментальная зависимость кратности напряжения появления стримеров в воздухе у цилиндрического электрода радиусом 0,075 см от частоты при нормальных атмосферных условиях
Основными формами коронного разряда являются лавинная и стримерная. Однако стримерную корону обычно подразделяют на «истинно» стримерную, кистевую и факельную.
При лавинной короне плазменных каналов в промежутке не возникает и, следовательно, пробоя при этом быть не может. Для развития пробоя лавинная корона должна перейти в стримерную корону. Это необходимое условие пробоя, но не всегда достаточное.
где rгр=0,08 см, fгр=20 кГц — частота, при которой для цилиндрического электрода радиусом r0=rгр значение nсδ=1. Формулы (4-1) и (4-2) получены для коронирующих цилиндрических электродов радиусом от 0,05 до 0,3 см в цилиндре диаметром 38 см и над плоскостью на высоте от 19 до 120 см, при частоте 400 Гц и в диапазоне (9—70) кГц, относительная плотность воздуха изменялась от 0,54 до 1,0.
Зависимость длины канала стримера lс от частоты напряжения и его кратности nU=U/UH для стримера, стартующего от цилиндрического электрода радиусом r0 в воздухе, может быть представлена согласно [1] эмпирической формулой
Увеличение f и nU приводит к удлинению каналов стримеров, увеличению тока в каналах и возрастанию частоты возникновения стримеров. В результате этого температура в основании канала стримера к моменту старта следующего стримера может не успеть существенно снизиться, что приведет к возможности его развития по следу предыдущего стримера.
Стримерная корона, при которой траектории движения стримеров на начальном участке их развития у поверхности электрода совпадают, образуя «стебель», а при удалении от этого электрода веерообразно расходятся, называется кистевой короной. Анализ экспериментальных данных [1], связывающих частоту fк, при которой стримерная корона переходит в кистевую корону, с радиусом коронирующего электрода при пU=1 показывает, что в качестве критерия их обобщения может быть использовано условие
При увеличении напряжения кистевая корона в результате дальнейшего повышения температуры в основании кисти (в стебле) и возникновения там термоионизации преобразуется в лидерный канал с головки которого, являющейся аналогом стебля кистевой короны, стартуют новые стримеры, обеспечивая тем самым продвижение лидерного канала вглубь промежутка. Напряженность в канале лидера обычно не превышает 1 кВ/см, что меньше напряженности в канале стримера, обычно не снижающейся ниже 4—5 кВ/см.
При увеличении частоты воздействующего напряжения кистевая корона переходит в факельную, при которой разряд принимает диффузно-канальную структуру (см. гл. 3).
Пробой промежутка, как уже отмечалось, связан с возникновением и развитием плазменного канала. Так при переходе лавинной короны в стримерную пробой может произойти либо при напряжении возникновения стримера, и тогда кратность пробивного напряжения
Рис. 4-13. Пробивные напряжения воздушного промежутка игла-плоскость длиной 40 см (1), 30 (2). 20 (3), 10 (4), 6 (5) и 4 см (6); точки — данные эксперимента [1]
