【摘 要】
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针对雷云电场环境下金属尖端电晕放电以及电晕粒子对闪击过程的影响相关问题,本文采取理论与实验室试验相结合的方式,利用雷云电场发生器,在实验室建立类雷云电场环境模型,分析了在背景电场环境下,金属尖端处电晕放电的电场强度阈值以及电晕放电特性;再在前面试验的基础上利用冲击电压发生器,建立实验室模型模拟金属尖端在雷云电场环境下的闪击,分析了金属尖端电晕放电形成的离子背景对雷电冲击电压波的影响。试验表明:（1
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针对雷云电场环境下金属尖端电晕放电以及电晕粒子对闪击过程的影响相关问题,本文采取理论与实验室试验相结合的方式,利用雷云电场发生器,在实验室建立类雷云电场环境模型,分析了在背景电场环境下,金属尖端处电晕放电的电场强度阈值以及电晕放电特性;再在前面试验的基础上利用冲击电压发生器,建立实验室模型模拟金属尖端在雷云电场环境下的闪击,分析了金属尖端电晕放电形成的离子背景对雷电冲击电压波的影响。试验表明:（1）金属尖端电晕放电触发电场强度阈值与尖端处曲率半径基本无关,得出在实验室环境（气温20℃,气压101.2k Pa,空气相对湿度为30%）下,正电晕始发电场强度阈值约为-9.95k V/cm,负电晕始发电场强度阈值约为+8.80k V/cm,对比可知正电晕始发的条件更加苛刻。（2）正、负电晕放电幅值和放电重复率与尖端电场强度呈正相关,在电场强度强于一定值之后,其放电幅值和重复率开始保持平稳、然后下降最后消失;正电晕放电逐步经历无脉冲、脉冲数量少具有突发性、脉冲重复率高有周期性这三个典型发展过程;负电晕则经历无脉冲、脉冲重复率较低且幅值均匀、放电重复率高且幅值均匀这三个阶段。（3）在相同环境下,正电晕脉冲幅值高,放电重复率约为几百赫兹左右,负电晕脉冲幅值低,放电重复率约为几千赫兹。正电晕放电幅值变化、不稳定,脉冲间隔不均匀;负电晕放电幅值稳定,脉冲间隔均匀。背景静电场相同时,尖端曲率半径增大将会减弱畸变强度,但会增大畸变影响范围,因此导致正、负电晕放电电流幅值随着尖端曲率半径增大而增大,放电重复率随之增大而下降。（4）金属尖端正电晕放电对负极性雷电冲击电压的击穿有明显的阻碍作用,在尖端电晕放电最剧烈时刻,对r=0.05cm尖端击穿时间相比无背景电场时增加48.7%,对r=0.25cm尖端击穿时间增加164.5%;而在金属尖端负电晕的发生对负极性雷电冲击波的击穿有微弱促进作用,不过对击穿时间的缩短效应不明显。（5）接地金属尖端附近发生正电晕放电时,空间中形成正离子背景,正离子在空间中将于电子结合,降低了空间中的初始电子的浓度,从而阻碍了间隙放电;而在尖端附近发生负电晕放电时,空间中形成负离子背景,负离子解离出电子所需能量较小,可在一定程度上增加初始电子的浓度,从而促进间隙放电。
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