2. Коронный разряд в резконеоднородном поле

Резконеоднородное поле появляется в газовых промежутках с электродами в виде стержень – плоскость, провод – провод, провод – земля и т.п. В таких промежутках наибольшая напряженность поля появляется у электрода с малым радиусом кривизны. Если в этой области напряженность поля достигнет критического значения, при котором выполняется условие самостоятельности разряда по выражению (1.4), то возникает особая форма разряда, называемая коронным разрядом. Возникновение коронного разряда вблизи острого электрода не означает пробоя всего газового промежутка, так как в остальной части промежутка напряженность поля меньше критического значения.

В зоне ионизации вначале возникает лавинная форма коронного разряда в виде светящего ореола у стержня. С увеличением напряженности поля плотность лавин настолько возрастает, что фотоны, излучаемые лавинами, приобретают энергию достаточную для осуществления фотоионизации газа в области головки лавины. Образуются новые лавины впереди породивших их начальных лавин. И так последовательно увеличивается число лавин. В итоге появляется тонкий проводящий канал, заполненный плазмой, который называется стримером, а сама форма разряда – стримерной формой коронного разряда. Стримеры хаотично вырываются из чехла короны, но не распространяются дальше границы зоны ионизации промежутка.

Рисунок 14.1 – Изменение напряженности электрического поля вблизи

2. Пробивное напряжение газа в резконеоднородном поле

С дальнейшим ростом напряжения зона ионизации газа расширяется и длина стримеров возрастает. При этом сокращается расстояние между головкой стримера и противоположным электродом (рис. 1.3). В результате увеличивается емкость указанного промежутка, а значит и емкостной ток, проходящий по каналу стримера.

Рис. 1.3. Стримерно-лидерная фаза разряда газа в неоднородном поле

Емкостной ток стримера настолько возрастает, что разогревает его канал до температуры свыше , достаточной для термоионизации газа, соприкасающегося с каналом стримера . При этом толщина стримера возрастает, его сопротивление уменьшается, и напряженность поля на его головке резко увеличивается. Такой термоионизированный стример называется лидером. Лидер как бы является продолжением коронирующего электрода, и он быстро увеличивается в длине, сокращая расстояние до противоположного электрода. При очень малом этом расстоянии напряженность поля данного промежутка настолько возрастает, что на противоположном электроде возникает автоэлектронная эмиссия, и газ в этом промежутке мгновенно превращается в плазму с большой концентрацией заряженных частиц. Этот процесс называется главным или обратным разрядом, поскольку он движется в обратном направлении по каналу лидера.

Образование стримеров и превращение одного из них в лидер, на головке которого напряженность поля достигает очень больших величин приводит к тому, что пробивное напряжение газа промежутка с резконеоднородным полем существенно меньше (в 4-5 раз), чем в однородном поле при прочих равных условиях.