实验2电晕放电及其电流测试1

1、实验2电晕放电及其电流测试实验目的了解尖板交直流电晕放电的过程；掌握交直流电晕放电 电流的观测方法；了解电晕放电电流和 电容电流的特征区别； 了解电晕放电的原理与特征。实验原理1. 电晕放电原理：在极不均匀电场中，介质在外加电场的作用下，在高场强电极附近外施场强 局部大到足以引起空气电离时，产生局部空气的自持放电现象称作电晕放电。开始发生电晕的电压称为电晕起始电压。针电极一板间隙中的电场分布是典型的极不均匀电场。这种间隙中，针电极附近的电场强度很高，而远离针电极区域的电场强度则 低得多，因此电离过程总是先从针电极附近开始， 电子崩产生后迅速形成空间电 荷，由于正离子运动缓慢，正空间电荷积聚在针

2、电极附近。针电极的极性不同时，空间电荷的作用是不同的，存在着所谓的极性效应。2. 实验电路原理图：图1实验屢理图图1实验原理图中，220V交流电源经开关到调压器分别可接到由串级整流 电路构成的高压直流电源和变压器上，由此可分别获得直流和交流高压实验采用的电极为针板电极系统，通过改变接线方式可在针电极上施加正负 极性直流电压和交流电压。板电极是由5个相互间隔为0.5 mm的环状电极组成，放电时一、三、五环 的电流信号经相应通道CH、CH和CH上的电阻转化成电压信号后接到示波器上， 以便观测电流信号波形。电流I和电压U之间的关系为：I = U/R (mA若相应环面积为S,则电流密度J为：J = I

3、/S (mA/cm)CH, CHt CH图2实验装置图5 cm3环状平板电极结构实验步骤1. 交流电压下的电晕放电（1）按交流实验线路接好电路；选择针电极，将针板间隙距离调为1.5 cm ;调节好示波器（如调至交流测量档，为 观察起始电晕，纵坐标显示幅值调至10 mv/div，横坐标调至10 ms/div较为合适，此时 可以看清楚工频电压波形）； 监视控制台上调压器输出电压表的值； 给调压器通电，慢慢升高其输出电压；从示波器上观察起始电晕，当出现 电晕脉冲时，记下此时的电晕起始电压； 继续升高电压到电晕起始电压的1.5、2.0、2.5倍，分别测量第一、三、五环 上的电容电流及电晕电流值；（暂时

4、先记录电阻上的电压值，留待以后处理。）测完后，把调压器调到零电压后断开电源开关，在高压端挂上接地杆。（2）将针板间隙距离依次调为2.0 cm、2.5 cm，重复步骤（1）。2. 直流电压下的电晕放电：（1）确认接地杆可靠接地挂在直流高压电源端，按直流实验线路接好电路， 并记下此时倍压电路的输出极性；将针板间隙距离调为1.5 cm ；此时将示波器调至直流测量档（纵坐标显示幅值调至10 mv/div，横坐标调至1 ms/div较为合适）；监视控制台上调压器输出电压表的值；取下接地杆，合上开关给高压直流电源通电，缓慢升高其输出电压； 当示波器上出现电晕脉冲时，记下此时的电晕起始电压； 升高电压至电晕

5、起始电压的1.2倍，此时记下电晕脉冲幅值及电晕放电频率（读频率时可调节示波器横坐标显示值至屏幕上显示515个电晕脉冲时读数）;然后换至其它环用同样的方法测量电晕电流幅值及频率；继续升高电压到电晕起始电压的1.6、2.0倍，同样测量各环上的电晕电 流幅值及频率；测完后将调压器调零后断开电源开关，并对高压端通过限流电阻放电，放完电后把接地杆直接挂在直流电源高压端。（2）将针板间隙距离依次调为2.0 cm、2.5 cm，重复上述步骤（1）。 表格数据1. 交流测量结果间隙距离：1.5 cm起晕电压环电容电流密度电晕电流密度12345平均值电压1135电压2135电压3135间隙距离：2.0 cm起晕

6、电压环电容电流密度电晕电流密度12345平均值电压1135电压2135电压3135间隙距离：2.5 cm起晕电、电容电电晕电流密度压环流密度12345 平均值电压1135电压2135电压 3 135注：为实验记录方便， 以上的电容电流及电晕电流值均可记为相应电流在其流过 电阻时所产生的电压值，实验后再作处理。2直流测量结果直流极性间隙距离：1.5 cm间隙距离：2.0 cm间隙距离：2.5 cm起晕电电晕起晕电晕起晕电电晕电晕电晕电晕压环电流脉冲电压环电流脉冲压环电流脉冲平均频率平均频率平均频率幅值幅值幅值电压11电压 11电压 11333555电压21电压 21电压 21333555电压31电压 21电压 21333555注：为实验记录方便， 以上的电晕电流值可记为相应电流在其流过电阻时所产 生的电压值，实验后再作处理。思考题1. 交流和直流情况下电晕各有哪些现象及其发生原因；2. 电晕电流在板上的大致分布情况；3. 起晕后一定电压范围内各环电晕电流大小是否随电压升高而增大，距离 增大时又如何变化。实验报告要求1. 交流时 :（1）选择不同间隙距离，分别作出各环电容电流密度和电晕电流密度与电压的 关系曲线；（2）作出起始电晕电压与间隙距离的关系曲线。2. 直流