Длинно-искровые разрядники основаны на эффекте скользящего разряда. Упрощенная эквивалентная схема скользящего разряда по поверхности твёрдого диэлектрика приведена на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Эквивалентная схема скользящего разряда.
- - электрод, находящийся под потенциалом U;
- - электрод, находящийся под потенциалом 0;
- - проводящая подложка, находящаяся под потенциалом 0;
- - твёрдая изоляция;
- - канал разряда
Электроды 1 и 2, между которыми развивается разряд, расположены на поверхности твёрдого диэлектрика 4. К электроду 1 прикладывается импульс высокого напряжения U, а электрод 2 заземляется, т. е. имеет потенциал 0. На противоположной поверхности твёрдого диэлектрика 4 расположена проводящая подложка 3, гальванически связанная с электродом 2. Таким образом, напряжение U, приложенное между электродами 1 и 2, приложено также между электродами 1 и 3. Вследствие малой толщины диэлектрика наличие подложки 3 обеспечивает весьма высокие значения напряжённости электрического поля на поверхности электрода 1 (особенно на его кромках) при относительно небольшом напряжении U. При достижении начальной напряженности коронного разряда с электрода 1 начинает развиваться коронный разряд. Фактически наличие электрода 2 слабо влияет на величину напряжённости электрического поля на поверхности электрода 1 и, соответственно, на напряжение коронного разряда.
Канал разряда 5 обладает распределённой ёмкостью С относительно подложки 3. Элементарный участок канала имеет емкостное сопротивление относительно подложки
где ω - эквивалентная круговая частота воздействующего импульса напряжения.
Под воздействием импульса напряжения U через него течёт элементарный ток
Общий емкостной ток (см. рис. 6.1) есть сумма элементарных токов
Ток через основание канала разряда является током переноса электронов и ионов в канале, однако в диэлектрике он продолжается емкостным током и равен ему по величине. Ток, протекающий через канал, его разогревает, что приводит к термической ионизации газа в канале и к падению сопротивления канала. Вследствие этого потенциал электрода 1 выносится на конец канала разряда, где увеличивается напряжённость электрического поля и происходит дальнейшее образование лавин электронов и стримеров с конца канала разряда.
Падение напряжения на канале скользящего разряда невелико, поэтому длина его резко увеличивается с ростом напряжения и процесс завершается полным перекрытием промежутка.
Чем больше ток в канале разряда, тем выше проводимость канала и потенциал на его конце, следовательно, длиннее скользящий разряд и ниже напряжение перекрытия.
Ток в свою очередь определяется емкостью канала разряда по отношению к противоположному электроду. Поэтому чем больше емкость, тем ниже должно быть разрядное напряжение при неизменном расстоянии между электродами по поверхности диэлектрика. Таким образом, разрядное напряжение может быть связано с емкостью канала разряда по отношению к противоположному электроду [96].
Длину канала скользящего разряда в зависимости от приложенного напряжения и удельной поверхностной емкости можно определить по эмпирической формуле Теплера: 
где a=dU/dt - крутизна импульса напряжения;
χ - коэффициент, определяемый опытным путем.
Если в (6.5) вместо lск подставить расстояние I между электродами по поверхности диэлектрика, то можно определить значение разрядного напряжения:
где:
- эмпирический коэффициент.
Ёмкость канала С относительно подложки 
пропорциональна площади поверхности изоляции, занимаемой каналом вместе с окружающими его стримерами S и диэлектрической проницаемости твёрдой изоляции ε и обратно пропорциональна толщине изоляции d.
Подставляя (6.7) в (6.6), получим:
Из (6.8) видно, что разрядное напряжение скользящего разряда возрастает с увеличением расстояния между электродами l, а также толщины изоляции d и уменьшается с увеличением диэлектрической проницаемости изоляции ε, площади поверхности, занимаемой разрядом, S и крутизны напряжения импульса а.
Следует особо отметить слабую зависимость разрядного напряжения от расстояния между электродами, т. е. весьма большое расстояние может быть перекрыто скользящим разрядом при относительно небольшом напряжении. Этот эффект скользящего разряда используется в длинноискровых разрядниках.
Исследования разрядных характеристик скользящего разряда выполнены в [21] по схеме, приведённой на рис. 6.2.
Испытания проведены стандартным грозовым импульсом 1,2/50 мкс положительной и отрицательной полярности.
При воздействии импульса перенапряжения достаточной величины к изоляции провода возможен либо пробой твёрдой изоляции, либо скользящий разряд по её поверхности. Были исследованы различные виды изоляции. Наилучшие результаты получены для изоляции, выполненной из полиэтилена. Результаты испытаний приведены на рис. 6.3.
Рис. 6.2. Эскиз испытуемого объекта.
- - проводящий цилиндр;
- - изоляция;
3,4- металлические кольцевые электроды;
5 - канал скользящего разряда
Рис. 6.3. 50 % разрядные напряжения по поверхности изолированных проводов: d - диаметр металлической жилы, мм;
b - толщина изоляции, мм;
(+) - положительная полярность;
(-) - отрицательная полярность
Как видно из рис. 6.3, весьма длинные промежутки (5 м и более) по поверхности проводов перекрываются при относительно низком напряжении.
Разрядные напряжения при отрицательной полярности импульса существенно ниже, чем при положительной полярности.
Чем тоньше слой изоляции, тем ниже разрядные напряжения, а также напряжения пробоя изоляции. Разрядные напряжения по поверхности изолированного провода должны быть ниже, чем пробивное напряжение изоляции. Таким образом, толщина изоляции должна быть скоординирована с необходимой длиной перекрытия РДИ.
