电晕放电
等离子电晕放电技术
等离子电晕放电技术
等离子电晕放电技术是一种神奇的表面处理技术。
它通过电晕放电来产生等离子体，然后让这些等离子体冲击材料的表面，从而改变材料的性质。
这种技术有两种方式：直流电晕放电和脉冲电晕放电。
脉冲电晕放电用的是窄脉冲高压电源，能在极短的时间内迅速提升电压，让电子加速。
这样一来，材料的表面就能变得更容易润湿，也更容易附着其他东西。
这种技术的好处很多，比如容易控制、没有污染、能连续生产、适用范围广，而且处理时间也很短。
所以，它经常被用来改变聚乙烯、聚丙烯等材料的表面性质，让它们变得更好用。
关于电晕放电
火花放电是电极间的气体被击穿，形成电流在气体中的通道，即明显的电火花称为火花放电。
电晕放电是电极间的气体还没有被击穿，电荷在高电压的作用下发生移动而进行的放电，放电的现象是：在黑暗中可以看到电极的尖端有蓝色的光晕，称为电晕放电。
火花放电的电流大多都很大，而电晕放电的电流比较小。
电晕放电的形成机制因尖端电极的极性不同而有区别，这主要是由于电晕放电时空间电荷的积累和分布状况不同所造成的。
在直流电压作用下，负极性电晕或正极性电晕均在尖端电极附近聚集起空间电荷。
在负极性电晕中，当电子引起碰撞电离后，电子被驱往远离尖端电极的空间，并形成负离子，在靠近电极表面则聚集起正离子。
电场继续加强时，正离子被吸进电极，此时出现一脉冲电晕电流，负离子则扩散到间隙空间。
此后又重复开始下一个电离及带电粒子运动过程。
如此循环，以致出现许多脉冲形式的电晕电流。
电晕电流这一现象是G.W. 特里切尔于1938年发现的，称为特里切尔脉冲。
若电压继续升高，电晕电流的脉冲频率增加、幅值增大，转变为负辉光放电。
电压再升高，出现负流注放电，因其形状又称羽状放电或称刷状放电。
当负流注放电得以继续发展到对面电极时，即导致火花放电，使整个间隙击穿。
正极性电晕在尖端电极附近也分布着正离子，但不断被推斥向间隙空间，而电子则被吸进电极，同样形成重复脉冲式电晕电流。
电压继续升高时，出现流注放电，并可导致间隙击穿。
电晕放电频电晕电流与电压同相，反映出电晕功率损耗。
工程应用中还常以外施电压与电晕电荷量的关系表示电晕特性，称为电晕的伏库特性。
架空输电线路导线电晕起始电场强度E s可由皮克公式计算：（千伏／厘米）式中δ为空气相对密度，m为绞线系数,R为导线半径（厘米）。
当δ=1、m＝0.5、R＝0.9厘米时,E s=19.7千伏／厘米。
实际上,导线表面状况如损伤、雨滴、附着物等,都会使电晕放电易于发生。
电晕放电在工程技术领域中有多种影响。
电力系统中的高压及超高压输电线路导线上发生电晕（见图），会引起电晕功率损失、无线电干扰、电视干扰以及噪声干扰。
实验2 电晕放电及其电流测试1
实验2 电晕放电及其电流测试实验目的了解尖板交直流电晕放电的过程；掌握交直流电晕放电电流的观测方法；了解电晕放电电流和电容电流的特征区别；了解电晕放电的原理与特征。
实验原理1. 电晕放电原理：在极不均匀电场中，介质在外加电场的作用下，在高场强电极附近外施场强局部大到足以引起空气电离时，产生局部空气的自持放电现象称作电晕放电。
开始发生电晕的电压称为电晕起始电压。
针电极－板间隙中的电场分布是典型的极不均匀电场。
这种间隙中，针电极附近的电场强度很高，而远离针电极区域的电场强度则低得多，因此电离过程总是先从针电极附近开始，电子崩产生后迅速形成空间电荷，由于正离子运动缓慢，正空间电荷积聚在针电极附近。
针电极的极性不同时，空间电荷的作用是不同的，存在着所谓的极性效应。
2. 实验电路原理图：图1实验原理图中，220V交流电源经开关到调压器分别可接到由串级整流电路构成的高压直流电源和变压器上，由此可分别获得直流和交流高压。
实验采用的电极为针板电极系统，通过改变接线方式可在针电极上施加正负极性直流电压和交流电压。
板电极是由5个相互间隔为0.5 mm的环状电极组成，放电时一、三、五环的电流信号经相应通道CH1、CH3和CH5上的电阻转化成电压信号后接到示波器上，以便观测电流信号波形。
电流I和电压U之间的关系为:I ＝ U/R（mA）若相应环面积为S，则电流密度J为:J ＝ I/S （mA/cm2）实验步骤1．交流电压下的电晕放电（1）按交流实验线路接好电路；选择针电极，将针板间隙距离调为1.5 cm；调节好示波器（如调至交流测量档，为观察起始电晕，纵坐标显示幅值调至10 mv/div，横坐标调至10 ms/div较为合适，此时可以看清楚工频电压波形）；监视控制台上调压器输出电压表的值；给调压器通电，慢慢升高其输出电压；从示波器上观察起始电晕，当出现电晕脉冲时，记下此时的电晕起始电压；继续升高电压到电晕起始电压的1.5、2.0、2.5倍，分别测量第一、三、五环上的电容电流及电晕电流值；（暂时先记录电阻上的电压值，留待以后处理。
电晕放电1
电晕现象就是带电体表面在气体或液体介质中局部放电的现象，常发生在不均匀电场中电场强度很高的区域内（例如高压导线的周围，带电体的尖端附近）。
其特点为：出现与日晕相似的光层，发出嗤嗤的声音，产生臭氧、氧化氮等。
均匀电场中，由于各点电场强度都是一样的，当施加稳态电压（直流、工频交流），电场强度达到空气的击穿强度时，间隙就击穿了。
但日常很难见到均匀电场。
对于稍不均匀的电场，日常见得很多。
如球-球间隙，球-板间隙等，以球-球间隙为例，当间隙距离小于1/4D时，其电场基本为均匀电场，当D/4 ≤S≤ D/2 时，其电场为稍不均匀电场。
均匀电场的放电电压也可用公式计算，公式为（单位为kV）：δ—空气相对密度；s—间隙距离cm；应用说明不均匀电场的差别就在于空气间隙内，各点的电场强度不均匀，在电力线比较集中的电极附近，电场强度最大，而电力线疏的地方，电场强度很小，如棒-棒间隙，是一对称的不均匀电场，在电极的尖端处电力线最集中，电场强度也最大。
当加上高压后，会在电极附近产生空气的局部放电——电晕放电，电压再加高时，电晕放电更加强烈，致使间隙内发生刷状放电，而后就击穿了（电弧放电）。
如棒-板间隙，在尖电极附近电场强度最大，加上高压后，电极附近先产生电晕放电，而板上的电力线很疏，不会产生电晕。
当电压足够高时，棒极也将产生刷状、火花放电，最后导致电弧放电（击穿）。
电晕多发生在导体壳的曲率半径小的地方，因为这些地方，特别是尖端，其电荷密度很大。
而在紧邻带电表面处，电场E与电荷密度σ成正比，故在导体的尖端处场强很强（即σ和E都极大）。
所以在空气周围的导体电势升高时，这些尖端之处能产生电晕放电。
通常均将空气视为非导体，但空气中含有少数由宇宙线照射而产生的离子，带正电的导体会吸引周围空气中的负离子而自行徐徐中和。
若带电导体有尖端，该处附近空气中的电场强度E可变得很高。
当离子被吸向导体时将获得很大的加速度，这些离子与空气碰撞时，将会产生大量的离子，使空气变成极易导电，同时借电晕放电而加速导体放电。
沿面放电的特征
沿面放电的特征沿面放电的特征什么是沿面放电沿面放电是指在两个或多个电极之间的气体间发生的一种放电现象。
它是气体绝缘体电力设备中常见的故障之一，通常以电晕放电、击穿放电或电弧放电的方式发生。
沿面放电的特征沿面放电具有以下几个特征：1.放电预兆沿面放电通常会出现一些放电前的预兆，如噪声、振动、气味等。
这些预兆可以提前预警，帮助我们及时采取措施，避免设备故障。
2.电晕放电电晕放电是沿面放电最常见的形式之一。
当电压升高到一定程度时，电极周围的电场强度会足够产生电离，形成电晕放电现象。
这会导致较小的电流从电极表面放电，产生耀斑或发出微弱的光亮。
3.击穿放电当电压过高，使气体中的电场超过气体的击穿强度时，沿面放电会转变为击穿放电。
在击穿放电中，电流会急剧增加，电弧会形成，并且会出现强烈的闪光和声响。
击穿放电是沿面放电最严重的一种形式，易造成设备故障和短路。
4.放电路径沿面放电通常具有明显的放电路径，即电流会沿着特定的表面或通道进行传导。
这使得我们可以通过监测放电路径的变化，预测潜在的设备故障点。
5.放电能量沿面放电释放的能量较小，但也会产生一些热量和气体。
长时间的沿面放电会导致设备局部温度升高，增加设备故障的风险。
6.放电模式沿面放电可以呈现不同的模式，如稳定放电、脉冲放电等。
不同的放电模式对设备的损害程度和风险也不同，需要针对具体情况进行分析和处理。
总结沿面放电作为一种常见的气体绝缘体电力设备故障，具有一些独特的特征。
通过了解这些特征，我们可以更好地预测和防范设备故障，确保电力系统的安全运行。
电晕放电的概念
电晕放电的概念电晕放电是一种高电压下气体放电现象，也称为电晕放电。
它是指当电场强度超过气体电击穿强度时，在电极周围形成气体放电现象。
电晕放电常见于高电压设备和高电场环境，如电力线路、高压输电线、放电设备等。
电晕放电是在气体中发生的一种局部气体放电现象，它具有以下特点：首先，电晕放电的电流较小。
由于电晕放电是在非平衡状态下进行的，所以其电流一般在几百到几千微安之间。
相比之下，正常的导电放电的电流要大得多，达到几百安甚至几千安。
其次，电晕放电的电压降较低。
电晕放电是在局部范围内发生的，电压降一般只有几千伏或几万伏，远低于常见的大气放电的数十万伏或数百万伏。
另外，电晕放电有明显的热效应。
电晕放电产生的电流通过局部区域，导致该区域温度升高。
这是因为电晕放电时，气体分子受到电场的作用而加速，多次碰撞，从而产生内能，进而转化为热能。
此外，电晕放电的发光现象比较明显。
电晕放电时，电子从低电位的电极穿越气体空间并撞击到高电位的电极，导致气体分子激发，产生气体的放电发光现象。
这种发光现象经常出现在夜间，在高压输电线路上形成了美丽的“电光秀”。
电晕放电的机理包括电离机理和电流输运机理。
在电晕放电的初期阶段，高电场会使得气体中的原子或分子电离产生正、负电荷，并形成正、负离子云。
随着电场进一步增加，正、负离子将被加速到足够高的速度，足以使电极表面的电子得以发射，从而形成电流。
电晕放电可以在大气中的多种气体中发生，例如空气、氮气、氩气等。
不同气体的放电特性有所不同。
同时，电晕放电也会受到温度、压力等外界条件的影响。
当环境温度、气压增加时，电晕放电的电晕放电电压下降，电晕放电的电晕模式也会发生变化。
电晕放电具有广泛的应用价值。
在实际应用中，电晕放电被用于去除静电、气体净化、离子助燃和光源等领域。
例如，电晕放电技术被应用于静电除尘器，可以有效地清除空气中的颗粒物；电晕放电产生的离子也可以用于净化空气或净化水质；此外，电晕放电技术还可以制造臭氧发生器、紫外线灯等。
交直流电晕放电微观物理过程的研究
交直流电晕放电微观物理过程的研究交直流电晕放电微观物理过程的研究引言：电晕放电是指在高电场下，气体中的电子经过复杂的过程从电极表面移动到气体中，产生电晕放电现象。
在交直流电场下，电晕放电具有不同的特性和机理。
了解电晕放电的微观物理过程对于电力系统的安全运行具有重要的意义。
本文将从交直流电场下电晕放电的微观物理过程展开研究，并对其机理进行探讨。
1. 交流电晕放电的微观物理过程：1.1 空气中电离与饱和效应：在交流电场下，电子在电极表面受到电场力的作用，从表面脱离。
随着电场的变化，电子重新被加速并向电极方向移动，重新撞击到表面产生离子。
在离子移动到一定距离之后，空气中的电离和复合达到平衡，形成了电晕放电。
1.2 电子混合与辐射：电子在电晕发生区附近的气体中进行运动，并与气体分子发生碰撞。
在这个过程中，电子可以与气体分子发生非弹性碰撞，使得分子电离，产生新的离子和自由电子。
除了电离，电子还会引起气体分子的激发和辐射，产生光子。
1.3 电子输运与电流密度分布：电子在电晕区域中的输运过程也对电晕放电的产生和发展起到重要的作用。
通过碰撞，电子与离子和气体分子发生相互作用，反复被加速和减速。
电子在空气中的输运过程决定了电流的密度分布，也会对电晕放电的形成和分布产生影响。
2. 直流电晕放电的微观物理过程：2.1 动力学过程：在直流电场下，电子从电极表面发射，向空气中移动。
电子在空气中经历多次碰撞，将其初速度减小，并逐渐失去能量。
最终，电子在电晕区域内被捕获，并导致电晕放电。
2.2 电子云的形成：在直流电晕区域内，电子的动力学过程会导致电子云的形成。
一部分电子集中在电极表面附近，被称为"空间电子云"。
另一部分电子通过碰撞损失能量后，停留在电晕区域附近，形成"热电子云"。
这两部分电子云的形成对电晕放电的发展起到了重要作用。
2.3 空气中电离和辐射：在直流电晕区域，电子与气体分子碰撞后引起了电离和辐射。
电缆电晕放电原理
电缆电晕放电原理电缆电晕放电是指当高电压电缆导线周围的电场强度超过空气击穿电场强度时，空气中的气体分子会发生电离，导致电晕放电现象。
这种放电现象不仅会导致电力系统的能量损耗，还会对设备和人员的安全造成威胁。
因此，了解电缆电晕放电的原理对于电力系统的设计和运行具有重要意义。
电缆电晕放电的原理主要涉及电场强度、空气击穿电场强度以及电离现象等方面。
电场强度是电缆电晕放电的关键因素之一。
电场强度是指单位正电荷所受到的力的大小。
当电缆导线的电压升高时，导线周围的电场强度也会随之增大。
当电场强度超过一定的临界值时，空气中的分子会发生电离，形成电子和离子。
空气击穿电场强度是电缆电晕放电的另一个关键因素。
空气击穿电场强度是指空气中电离发生的电场强度临界值。
当电场强度超过空气击穿电场强度时，空气分子会发生电离，形成电流通路，导致电晕放电现象。
空气击穿电场强度与气体种类、气压、温度等因素有关。
电离现象也是电缆电晕放电的重要环节。
电离是指在电场作用下，分子或原子失去或获得电子而形成离子的过程。
当电场强度超过空气击穿电场强度时，空气中的气体分子会发生电离，形成电子和离子。
这些电子和离子会在电场的作用下运动，当它们撞击到导线或其他物体时，会使物体表面电位升高，导致电晕放电的现象。
电缆电晕放电的原理可以通过以下步骤来解释：首先，当电缆导线的电压升高时，导线周围形成了一个强电场。
接着，当电场强度超过空气击穿电场强度时，空气中的气体分子会发生电离，形成电子和离子。
这些电子和离子会在电场的作用下运动，并且不断与空气分子发生碰撞。
最后，当电子和离子撞击到导线或其他物体时，会使物体表面电位升高，导致电晕放电的现象。
为了减少电缆电晕放电的发生，可以采取以下措施：首先，降低电缆导线的电压，减小电场强度。
其次，采用绝缘材料包覆电缆导线，减少电场的影响范围。
此外，还可以通过调整电缆导线的形状和布局，改变电场分布，降低电缆电晕放电的可能性。
电缆电晕放电是电力系统中常见的现象，了解其原理对于电力系统的设计和运行非常重要。
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电晕放电
：导线或电极表面的电场强度超过碰撞游离阈值时发生的气体局部自持放电现象。
因在黑暗中形同月晕而得名。
电晕放电
电晕放电 (corona discharge)气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。
最常见的一种气体放电形式。
在曲率半径很小的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生电离和激励，因而出现电晕放电引。
发生电晕时在电极周围可以看到光亮，并伴有咝咝声。
电晕放电可以是相对稳定的放电形式，也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。
目录
形成机制
电晕放电电场强度
影响
形成机制
电晕放电的形成机制因尖端电极的极性不同而有区别，这主要是由于电晕放电时空间电荷的积累和分布状况不同所造成的。
在直流电压作用下，负极性电晕或正极性电晕均在尖端电极附近聚集起空间电荷。
在负极性电晕中，当电子引起碰撞电离后，电子被驱往远离尖端电极的空间，并形成负离子，在靠近电极表面则聚集起正离子。
电场继续加强时，正离子被吸进电极，此时出现一脉冲电晕电流，负离子则扩散到间隙空间。
此后又重复开始下一个电离及带电粒子运动过程。
如此循环，以致出现许多脉冲形式的电晕电流。
电晕电流这一现象是 G.W. 特里切尔于1938年发现的，称为特里切尔脉冲。
若电压继续升高，电晕电流的脉冲频率增加、幅值增大，转变为负辉光放电。
电压再升高，出现负流注放电，因其形状又称羽状放电或称刷状放电。
当负流注放电得以继续发展到对面电极时，即导致火花放电，使整个间隙击穿。
正极性电晕在尖端电极附近也分布着正离子，但不断被推斥向间隙空间，而电子则被吸进电极，同样形成重复脉冲式电晕电流。
电压继续升高时，出现流注放电，并可导致间隙击穿。
电晕放电
工频交流电晕在正、负半周内其放电过程与直流正、负电晕基本相同。
工频电晕电流与电压同相，反映出电晕功率损耗。
工程应用中还常以外施电压与电晕电荷量的关系表示电晕特性，称为电晕的伏库特性。
编辑本段
电晕放电电场强度
架空输电线路导线电晕起始电场强度E s可由皮克公式计算：（千伏／厘米）
式中δ为空气相对密度，m为绞线系数,R为导线半径（厘米）。
当δ=1、m＝0.5、R＝0.9厘米时,E s=19.7千伏／厘米。
实际上,导线表面状况如损伤、雨滴、附着物等,都会使电晕放电易于发生。
编辑本段
影响
电晕放电在工程技术领域中有多种影响。
电力系统中的高压及超高压输电线路导线上发生电晕（见图），会引起电晕功率损失、无线电干扰、电视干扰以及噪声干扰。
进行线路设计时，应选择足够的导线截面积，或采用分裂导线降低导线表面电场的方式,以避免发生电晕。
对于高电压电气设备,发生电晕放电会逐渐破坏设备绝缘性能。
电晕放电的空间电荷在一定条件下又有提高间隙击穿强度的作用。
当线路出现雷电或操作过电压时，因电晕损失而能削弱过电压幅值。
利用电晕放电可以进行静电除尘、污水处理、空气净化等。
地面上的树木等尖端物体在大地电场作用下的电晕放电是参与大气电平衡的重要环节。
海洋表面溅射水滴上出现的电晕放电可促进海洋中有机物的生成，还可能是地球远古大气中生物前合成氨基酸的有效放电形式之一。
针对不同应用目的研究，电晕放电是具有重要意义的技术课题。