§2.4. Стримерная корона
Повторные лавины в коронном разряде приводят к высокой концентрации положительных ионов у коронирующего острия. При незначительном повышении напряжения на промежутке сверх начального коронного поле Eq, создаваемое этими зарядами, становится сравнительным (в данной области) с основным полем E. При этом условии в коронном разряде возникают стримеры.
Образование положительного (анодного) стримера в лавинном коронном разряде показано на рис. 1.9.
Рис. 1.9. Развитие положительного стримера в неравномерном поле:
а – закончилось развитие начальной лавины; возникают вторичные лавины, направляющиеся к головке начальной лавины; б – по каналу начальной лавины развивается стример, в глубине промежутка возникает вторичная лавина; в – стример заполнил канал в начальной лавине; завершилось развитие вторичной лавины в глубине промежутка
Фотоны, возникающие в головке лавины, приводят к образованию вторичных лавин впереди и с боков головки первичной лавины. Вторичные лавины втягиваются в первичную лавину, образуя плазменный канал, по которому электроны устремляются к аноду. Так как развитие лавин и плазменного канала приводит к усилению поля в глубине промежутка, одновременно с развитием плазменного канала впереди него происходит возникновение и развитие новых лавин. Эта одновременность обеспечивает высокую среднюю скорость продвижения фронта положительного стримера.
Отрицательный стример также возникает при достаточной концентрации положительных зарядов в головке лавины и развивается в результате слияния ряда лавин в виде быстро удлиняющегося канала. Однако возникновение отрицательного стримера затрудняется низкой напряженностью электрического поля вне узкой зоны ионизации у стержня. Продвижение катодного стримера в глубь промежутка сдерживается влиянием положительного объемного заряда лавин, усиливающего поле в той части промежутка, которая уже пересечена лавинами, и резко ослабляющего поле в остальной части промежутка. Поэтому возникновение вторичных лавин впереди стримерного канала становится возможным только после того, как стримерный канал разовьется по всей длине первичной лавины. Таким образом, средняя скорость продвижения катодного стримера оказывается меньше, чем анодного.
§2.5. Переход стримера в искровой разряд в промежутках с неравномерным полем
При подъеме напряжения на промежутке с неравномерным полем, длина стримеров возрастает, пока один из стримеров не пересечет весь промежуток и не произойдет искровой разряд между электродами. В промежутках с симметричными электродами обычно образуются встречные стримеры положительной и отрицательной полярности. Искровой разряд в воздухе, в промежутках с межэлектродными расстояниями в десятки сантиметров, происходит при средних напряженностях поля около 10 кВ/см, что значительно меньше критической напряженности самостоятельного разряда в равномерном поле. Объясняется это характером стримерного разряда: стример приводит к искажению поля в непробитой части промежутка и к повышению напряженности поля вблизи головки стримера.
Когда стример замыкает промежуток, по каналу стримера начинает проходить ток разряда между электродами. При этом повышается температура канала и возникает интенсивная термическая ионизация, приводящая к повышению проводимости плазменного канала, повышению тока разряда между электродами и т. д. В результате за очень малый промежуток времени, около 10-8 с, формируется ярко светящийся искровой канал высокой проводимости, замыкающий электроды промежутка.
По пути искрового разряда начинает проходить ток короткого замыкания между электродами. Искра при этом может перейти в стадию дугового разряда, для которой характерны очень малые напряженности в разрядном канале.