1.什么是電暈放電?電暈放電的危害
電暈現(xiàn)象是氣體或液體介質(zhì)中帶電體表面的局部放電現(xiàn)象,常發(fā)生在電場不均勻的高電場強(qiáng)度區(qū)域(如高壓導(dǎo)體周圍和帶電體尖端附近)。其特點(diǎn)是出現(xiàn)類似日暈的光球,有嗤嗤聲,并產(chǎn)生臭氧、氮氧化物等。
在均勻電場中,由于每個點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同,當(dāng)施加穩(wěn)態(tài)電壓(DC,交流)時,當(dāng)電場強(qiáng)度達(dá)到空氣的擊穿強(qiáng)度時,間隙將被擊穿。但是每天很難看到均勻的電場。對于稍微不均勻的電場,我們在日常生活中看到很多。如球-球間隙、球-板間隙等。以球-球間隙為例,當(dāng)間隙距離小于1/4D時,其電場基本均勻,當(dāng)D/4 S D/2時,其電場稍不均勻。
二、電暈放電的應(yīng)用
不均勻電場的區(qū)別在于氣隙中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度不均勻。電力線相對集中的電極附近電場強(qiáng)度最高,而電力線稀疏的地方電場強(qiáng)度很小,如棒對棒間隙,是對稱的不均勻電場。電源線最集中,電極尖端的電場強(qiáng)度最高。
當(dāng)施加高電壓時,電極附近會產(chǎn)生局部放電——空氣電暈放電。當(dāng)電壓進(jìn)一步增加時,電暈放電會變得更加強(qiáng)烈,導(dǎo)致間隙中的刷狀放電,然后擊穿(電弧放電)。例如,在棒-板間隙中,尖銳電極附近的電場強(qiáng)度最高。當(dāng)施加高電壓時,電暈放電首先發(fā)生在電極附近,但極板上的電線稀疏,因此不會發(fā)生電暈。
當(dāng)電壓足夠高時,棒也會產(chǎn)生刷狀和火花放電,最終導(dǎo)致電弧放電(擊穿)。電暈多發(fā)生在導(dǎo)體外殼曲率半徑小的地方,因?yàn)檫@些地方,尤其是尖端,電荷密度高。另一方面,在帶電表面附近,電場E與電荷密度成正比,因此導(dǎo)體尖端的電場強(qiáng)度很強(qiáng)。
因此,當(dāng)空氣周圍導(dǎo)體的電勢升高時,電暈放電會在這些尖端發(fā)生。一般認(rèn)為空氣是一種非導(dǎo)體,但它含有少量宇宙射線照射產(chǎn)生的離子。帶正電的導(dǎo)體會吸引周圍空氣中的負(fù)離子,并慢慢自行中和。如果帶電導(dǎo)體有尖端,其附近空氣中的電場強(qiáng)度會變得非常高。
當(dāng)離子被導(dǎo)體吸引時,會得到很大的加速度。當(dāng)這些離子與空氣碰撞時,會產(chǎn)生大量的離子,使空氣極具導(dǎo)電性,同時通過電暈放電加速導(dǎo)體的放電。因?yàn)榭諝夥肿釉谂鲎策^程中會發(fā)光,所以在電暈過程中可以在導(dǎo)體尖端看到明亮的光。
1.電暈造成電力損失,干擾通信和廣播。例如,當(dāng)雷暴發(fā)生時,尖端電暈發(fā)電,即避雷針中和帶電云以防止雷擊。2.靜電復(fù)印機(jī)的充電過程是光電導(dǎo)體鼓處于黑暗中,處于一定極性的電場中,使其表面均勻地充以一定極性的電荷,并具有一定表面電位的過程。這個過程其實(shí)就是感光鼓的感光過程,使得之前不感光的感光鼓有更好的感光能力。它通常采用電暈放電的方法,即在離滾筒一定距離的電極線上施加高壓使其產(chǎn)生電暈放電,使光電導(dǎo)體表面帶靜電荷的過程。這個過程叫做“充電”。