基于绝缘分域组合法的棒‑板结构放电电流测量装置

摘要

本发明公开了属于电晕放电测量技术领域的一种基于绝缘分域组合法的棒‑板结构放电电流测量装置。在阳极板上划分多个同心圆区域，各个区域用绝缘材料隔开；每个绝缘域下方经过无感电阻接地，电阻上的电压通过匹配好的同轴电缆与示波器连接。本发明可以分析空间电晕电流分布特性，并可以很好地解释仿真与实验波形不能吻合的情况。

说明书

技术领域

本发明属于电晕放电测量技术领域，特别涉及一种基于绝缘分域组合法的棒-板结构放电电流测量装置。

背景技术

气体放电的形式是多种多样的，其中电晕放电是外加电场达到某种强度时，气体介质在该场中所特有的局部自持放电现象，也称为汤森德放电。在这个区域内，被电离的气体分子可以被视为自由移动的带电粒子，那么带电粒子的集合体就可称为等离子体。就平均效应来说，它在宏观上呈电中性，但是其内部有着复杂的物理化学反应过程，其中最重要便是带电粒子与中性气体分子之间的碰撞。由于棒-板电场的不均匀性，电离过程被局限在小曲率电极附近很小的区域内，该区域可称之为“起晕区域”。而其它电场强度较低的区域主要发生的是以电子迁移为主的吸附、复合现象，该区域则称之为外围区域。对于负电晕放电，当施加电压逐渐升高时，首先可以观测到的是一系列连续规则的电流脉冲，也称为特里切尔脉冲；随着电压的继续升高，脉冲逐渐消失，此时放电转入无脉冲电晕阶段；若电压持续升高，那么整个放电间隙将被击穿，产生火花放电。因此可以通过分析电晕放电波形(即特里切尔脉冲)的幅值、频率等参数来分析等离子体内部的粒子输运过程。

目前许多学者采用测量棒-板模型中的板极电流来确定特里切尔脉冲，该种方法可以较为准确地测量出整体区域内的放电电流，而不能得到不同放电域内的电子电流。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于绝缘分域组合法的棒-板放电电流测量装置，其特征在于，所述棒-板放电电流测量装置为在阳极板2上划分多个同心圆区域，各个区域用绝缘材料1隔开，在中心圆区域放置高压棒4，在各同心圆区域内固定板电极3；各板电极3上串接一个无感电阻,并接地。

所述棒-板放电电流测量的具体步骤如下：

1)在阳极板上划分多个同心圆区域，各个区域用绝缘材料隔开；每个绝缘域下方经过无感电阻接地，电阻上的电压通过匹配好的同轴电缆与示波器连接，

2)在高压棒4上施加高电压，直到其达到起晕电压为止，此时电晕放电开始发生；从而测量出各个位置的电晕电流。

3)步骤2)得到各个绝缘域上的离子电流与位移电流，同时这些电流之和即为总电晕电流值。然后测量不同区域内的放电电流，其中总电流由这些分电流相加得到。

4)为了简化测量，在阳极板的每个区域的中心连接一根导线，并通过限流电阻接地，则通过测量每个分域上连接限流电阻的电压，再求出该电压与电阻的比值即可以得出通过该区域的放电电流。

本发明的有益效果是应用该方法可以分析空间电晕电流分布特性，并可以很好地解释仿真与实验波形不能吻合的情况。

附图说明

图1为阳极板上划分多个同心圆区域示意图。

图2为放电电流测量装置示意图。

图3为放电电流测量结果曲线图。

具体实施方式

本发明提出一种基于绝缘分域组合法的棒-板放电电流测量装置，下面结合附图予以说明。

图1所示为阳极板上划分多个同心圆区域示意图。图2所示为放电电流测量装置示意图。

图1、图2所示的棒-板放电电流测量装置为在阳极板2上划分多个同心圆区域，各个区域用绝缘材料1隔开，在中心圆区域放置高压棒4，在各同心圆区域内固定板电极3；各板电极3上串接一个无感电阻,并接地；无感电阻上的电压通过匹配好的同轴电缆与示波器连接。

所述棒-板放电电流测量的具体步骤如下：

1)在阳极板上划分多个同心圆区域，各个区域用绝缘材料隔开；每个绝缘域下方经过无感电阻接地，电阻上的电压通过匹配好的同轴电缆与示波器连接，

2)在高压棒4上施加高电压，直到其达到起晕电压为止，此时电晕放电开始发生；从而测量出各个位置的电晕电流。

3)步骤2)得到各个绝缘域上的离子电流与位移电流，同时这些电流之和即为总电晕电流值。然后测量不同区域内的放电电流(如图3所示)，其中总电流由这些分电流相加得到。

4)为了简化测量，在阳极板的每个区域的中心连接一根导线，并通过限流电阻接地，则通过测量每个分域上连接限流电阻的电压，再求出该电压与电阻的比值即可以得出通过该区域的放电电流。