Вы здесь

Фізичні механізми пульсації негативної корони

Автор: 
Чигінь Василь-Степан Іванович
Тип работы: 
Дис. докт. наук
Год: 
2007
Артикул:
3507U000181
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

глава 2). На основі вимірювань [110] форми імпульсу струму і просторово-часового розподілу інтенсивності свічення позитивного стримера корони при його поширенні у проміжку позитивне вістря - плоский катод можна спостерігати кореляцію між в.ч. осциляціями струму і поширенням первинних і вторинних хвиль іонізації. Подібність цієї картини до ВОС, виявлених у нашій праці, обговорюється у розділі 2.4.
Більшість дослідників стверджує [23,61,66], що у чистих електрододатних газах (азот, аргон) негативна корона у проміжку вістря-площина не створює імпульсів. Проте, на основі експериментальних досліджень і моделювань, зв'язаних зі спробами вияснити можливість застосування негативної пульсівної корони у ролі детектора домішок газів [87], Sigmond [111] стверджує, що у чистому аргоні при зниженні концентрації кисню (або ЕВ домішки SF6) до рівня менше 2*10-3% зовнішній опір електричного кола відіграє роль опору дрейфової частини корони і продовжується пульсація струму.
У працях [93,94] досліджується форма імпульсів Трічеля, порівнюються параметри першого і наступних у черзі пульсування негативного коронного розряду. Використовуються такі гази, як кисень при тисках 3.34-16.67 кПа, і діаметри вістря 0.14, 1, 2, 5 і 10 мм [94]. Показано, що при великих катодних площах наростає сходинка на передньому фронті імпульсу. ЇЇ не видно при малих діаметрах вістря. Перший імпульс суттєво відрізняється за формою і параметрами від наступних. Продовження вимірювань у високоочищеному кисні в області 20, 50 і 100 Тор проводились з метою розширення даних про складну форму імпульсів (першого і чергового). Тут вперше показано існування сходинки на хвостовій частині імпульсу, а також залежності параметрів останньої від параметрів розряду. Кисень, суміші азот-кисень і аргон-кисень в області 20-100% при тисках 20, 50 і 100 Тор використано у праці [93] для уточнення поведінки плато імпульсу. Виявлено, що "аргон поводиться, як пасивне третє тіло в суміші Ar-O2, тоді, як азот відіграє активну роль у фізичних процесах, які визначають форму і розміри імпульсу". Проводиться аналіз фізичних процесів, зокрема, утворення O2- та O- іонів. Признається, що більшість процесів, відповідальних за формування імпульсів, не є ідентифіковані. Активну роль азоту відноситься до його двох можливостей - або через пряму зміну ступеня іонізації газу, або через зміну електричного поля, спричиняючи реакції, відмінні на різних віддалях від катода.
Використовуючи спектральні вимірювання і чисті електрододатні гази, вивчається природа перехідних мод розряду від низькострумового, безімпульсного, до Трічелівського [43, 113-115]. Вивчався вплив різного типу поверхонь емітерів, зокрема, опромінених лазерним, чи рентгенівським промінням, на характер перехідних процесів [115]. У праці [116] описані результати дослідження природи появи горба струму на плато імпульсу Трічеля в азоті, який відносять не до переміщення іонів, а до рухливості електронів в області дрейфу.
Електроізоляційні гази. Вивчення негативної корони в N2+SF6 сумішах [117] є потрібним для розуміння передпробійних явищ у проміжку негативне вістря-площина і пояснення високотискових газових ізоляцій, взагалі. Допускають, що основний механізм у багатьох відношеннях є тим самим, що і для початкових стадій розвитку ниткових розрядів в однорідному полі, і для негативного проміжку вістря-площина [94,118-120]. Подібні до Трічелевських, імпульси формуються у суміші SF6, але іррегулярними, як в часі, так і за формою [112,118,121-123].
Важливою характеристикою імпульсу Трічеля, яка є близько зв'язаною із вторинними емісійними процесами, є його комплексна форма, що спостерігається при певних умовах [124,94]. Леб [66] і Морров [71] віднесли подвійний пік імпульсу до незалежних фотонних та іонних вторинних процесів на катоді. Проте, як відзначено в [117], теорія Моррова не є задовільною для тисків більше 20 кПа. В цій області тисків складна форма імпульсу Трічеля вперше була спостережена Zentner [125]. Він провів детальне вивчення часу росту імпульсу Трічеля у повітрі і в N2+SF6 cумішах і виявив, що ріст імпульсу підсилюється помітною сходинкою, яка виникає, як тільки радіус вершини вістря перевищує певне, від тиску залежне, значення (біля 0.04 мм при 100 кПа у повітрі). Автор запропонував, що ступенева форма імпульсу спричинювалась змінами ступеня іонізації газу при русі іонізаційної хвилі до катода. Спостереження Zentner є частково не узгодженими із результатами Sigmond [126], який відмітив лише випадкову присутність маленької сходинки на провіднім краї імпульсу для вістря діаметром 0.074 мм. Група Raju [127] оцінила методом Таунсенда, що явний коефіцієнт вторинної іонізації для сумішей N2+SF6 в області 303 до 1364 Тд задається, в основному, ударами фотонів, що узгоджується із даними [128] для повітря + SF6 сумішей.
Впродовж останніх більше, ніж 15 років група Чернака провела ряд вимірювань розвитку струмового імпульсу в області переднього фронту негативної корони і перехідної фази від жевріючого розряду до пробиття при геометрії вістря-плоский анод. У початкових працях цієї групи під увагою були такі гази, як гелій, азот, кисень і повітря при тисках 50 - 760 Тор [129,130]. Увага приділена формуванню "сходинки" на переднім фронті розряду. Починаючи від праці [129], посилаючись на результати досліджень стримерної поведінки, а саме, при пробитті в однорідному електричному полі [131, 132], пропонується пояснення подібних ефектів у різних розрядах на основі механізму, основаного на взаємодії катодо-скерованого стримера із поверхнею катода. До таких явищ відноситься імпульс Трічеля, пікоподібний струмовий сигнал при переході від Таунсендівського до жевріючого розряду в електронеприлипних газах (He, N2 [130], Ar [134,135]) і при пробитті в однорідному полі. [131, 132]. Підкреслюється, що саме пік струму відповідає катодо-направленому стримеру, а перехід до жевріючого розряду може відбуватися, як з розвитком стримера (рис. 5,6,7 [129]), так і без нього (рис. 3, криві 1.а,b,c)