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2024年2月电工技术学报Vol.39No.3
第39卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2024
DOI:10.19595/ki.1000-6753.tces.222186
大气条件下厘米级棒-板间隙负极性电晕
放电中流注的产生与发展机制
李长云李岩青于永进
（山东科技大学电气与自动化工程学院青岛266590）
摘要该文研究了大气条件下棒-板间隙中流注放电的产生与发展机理。首先，基于Raether
判据和Meek判据，建立了在给定放电条件下流注的发展长度与由电子球表面电场表示的空间电
场强度之间的关系，可用其判断流注放电的发展过程；然后，建立了流注放电的等离子体化学反
应仿真模型，分析了流注放电发展过程中带电粒子、平均电子能量及电场强度的分布规律；最后，
开展了大气条件下负直流棒-板放电实验，分析了流注型电晕放电的发展过程。研究表明，等离子
体化学反应模型用于计算厘米级间隙的流注放电的可靠性较高，放电初期以氮气和氧气的电离反
应为主，且只有主放电通道的电子崩在放电中期发展为流注，而放电后期负离子层变厚形成鞘层。
实验结果表明，流注型电晕由流注和漫射辉光区域组成，且流注的形状、位置随加压时间发生变
化，负离子层的积聚是漫射辉光区域形成的主要原因。该文所得结论可为明确负极性电晕放电中
流注放电的产生与发展机制，以及等离子体的制备等提供理论依据。
关键词：流注型电晕辉光放电Raether判据Meek判据离子鞘棒-板间隙
中图分类号：TM851
0引言还未完善。极性效应使得负极性条件下的起晕电压
低，流注更易产生。因此，研究大气条件下厘米级
在直流输电工程中，由于架空线表面存在强电
间隙的负极性流注放电的产生与发展机制能够丰富
场，因此在导线周围的空气间隙内极易发生电晕放
和发展气体放电理论。
电。具有流注性质的电晕放电在局部产生大量带电
计算机模拟技术、设备检测和观测技术的迅速
粒子，进而畸变空间电场并加速空间电离反应，促
发展为流注放电的实验与仿真研究提供了有力支
进流注放电的发展。流注通道一旦形成，极易引起
撑。实验方面，利用超高速摄像机ICCD（intensified
输电线路与周围空气发生闪络，不仅耗费大量电能，
还威胁电力系统的安全运行[1]。厘米级空气间隙中chargecoupleddevice）可在宏观上研究流注放电的
发展过程。例如，文献[6]观察到电晕放电中心由大
的流注放电会产生大量的等离子体和自由基团，且
量喷射状细丝组成；文献[7]拍摄了0.5cm间隙中流
放电产物具有优异的化学性能，故厘米级间隙的流
[2-4]注放电的放电形态；文献[8]分析了大气条件下一次
注放电常用于点火助燃、废气处理及毒剂洗消。
流注与二次流注放电过程中自由基的产生数量，并
因此，研究厘米级间隙电晕放电过程中流注的产生
实测了流注半径；文献[9]测量了不同压强下
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