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电场中尖端放电的工作原理是什么

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2017-08-18 10:54:19

尖端放电的工作原理

尖端放电是强电场作用下的一种放电现象,物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电,它属于一种电晕放电。

一、什么是尖端放电?

什么是尖端放电,变电所及建筑物尖端放电的工作原理是什么,尖端放电是在强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象,属于一种电晕放电。

把导体放到电场中,由于静电感应的结果,在导体中会出现感电荷,电荷在导体表面的分布情况,决定于导体表面的形状。

导体表面弯曲(凸出面)愈大的地方,所聚集的电荷就愈多,比较平坦的地方,电荷聚集的就少。

在导体尖端的地方,由于电荷密集,电场很强,使空气分子发生电离而形成大量的自由电子和离子在一定的条件下即可导致空气击穿,而发生“尖端放电”现象。

变电所、高大建筑物及其它特殊场合所安装的避雷针,就是利用尖端放电的原理而设计的。

尖端放电是在强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象。属于一种电晕放电。导体尖端的电荷特别密集,尖端附近的电场特别强,就会发生尖端放电。

强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电,它属于一种电晕放电。

在强电场作用下,物体表面曲率大的地方(如尖锐、细小物的顶端),等电位面密,电场强度剧增,致使它附近的空气被电离而产生气体放电,此现象称电晕放电。尖端放电为电晕放电的一种,专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。故要观察尖端放电的现象,除了要有足够高的电压外,还必须有适当的形状配合,才容易做到。

二、尖端放电的特点

1、在导体的带电量及其周围环境相同情况下,导体尖端越尖,尖端效应越明显。这是因为尖端越尖,曲率越大,面电荷密度越高,其附近场强也就越强。

在同一导体上,与曲率小的部位相比,曲率大的部位就是尖端。因此,设备的边、棱、角相对于平滑表面,管道的喷嘴相对于管线,细导线相对于粗导线,人的手指相对于背部等等,前者都可认为是尖端,都容易产生尖端效应。

而且,即使带电体没有尖端,而与之相邻近的接地导体具有尖端,它们之间也会产生尖端效应。此时,由于静电感应,在接地体的尖端处会感应出异性电荷,并容易与带电体之间发生放电。

2、尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种。在导体带电量较小而尖端又较尖时,尖端放电多为电晕型放电。

这种放电只在尖端附近局部区域内进行,使这部分区域的空气电离,并伴有微弱的荧光和嘶嘶声。因放电能量较小,这种放电一般不会成为易燃易爆物品的引火源,但可引起其它危害。

在导体带电量较大电位较高时,尖端放电多为火花型放电。这种放电伴有强烈的发光和破坏声响,其电离区域由尖端扩展至接地体(或放电体),在两者之间形成放电通道。由于这种放电的能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。

3、火花型尖端放电随两极间距的减小而更易发生。这可由击穿电压随极间距离的减小而下降来说明。

4、尖端放电的发生还与周围环境情况有关。环境温度越高越容易放电。因为温度越高,电子和离子的动能越大,就更容易发生电离。

另外,环境湿度越低越容易放电。围为湿度高时空气中水分子增多,电子与水分子碰撞机会增多,碰后形成活动能力很差的负离子,使碰撞能量减弱。

而且,气压越低越容易放电。因为气压越低气体分子间距越大,电子或离子的平均自由程越大,加速时间越长,动能越大,更容易发生碰撞电离。

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