Стержневые электроды

Для незаземлённых стержней

(1.7)

Один стержень заземлён

(1.8)

Промежуток стержень - плоскость

δ (1.9)

Формулы (1.7), (1.8), (1.9) справедливы при расстоянии между электродами для переменного напряжения и дают амплитудные значения разрядных напряжений.

При одинаковых расстояниях между электродами наименьшие пробивные напряжения получаются для промежутка стержень-плоскость, поле которого наиболее неравномерно.

В резконеоднородных несимметричных электрических полях (стержень-плоскость, коаксиальные цилиндры при ) при воздействии выпрямленного напряжения величина пробивного напряжения воздушного промежутка зависит от полярности электрода с меньшим радиусом кривизны (эффект полярности). При этом напряжение возникновения короны меньше при отрицательной полярности, а пробивное напряжение – при положительной полярности электрода с малым радиусом кривизны. Объяснение этого эффекта связывается с существенным влиянием поля объемного положительного заряда ионов у катода на распределение напряженности электрического поля в промежутке.

При отрицательной полярности электрода величина напряженности электрического поля у его поверхности увеличивается за счет влияния положительного объемного заряда ионов и уменьшается в глубине промежутка. Это облегчает появление короны у поверхности электрода, но затрудняет процесс прорастания разряда вглубь промежутка (в область слабого поля). При положительной полярности наблюдается обратная картина: поле у поверхности электрода ослабляется, что затрудняет появление короны, а в глубине промежутка усиливается – пробивное напряжение понижается.

Располагая в межэлектродном промежутке диэлектрический барьер, можно повысить электрическую прочность воздушного промежутка при положительной полярности электрода с малым радиусом кривизны. При этом существует оптимальное положение барьера в межэлектродном промежутке, при котором достигается наибольшая электрическая прочность. Барьерный эффект объясняется выравниванием электрического поля между барьером, на котором оседают положительные ионы, двигающиеся вдоль силовых линий электрического поля, и электродом с большим радиусом кривизны. При этом повышение пробивного напряжения промежутка может происходить при незначительной собственной электрической прочности диэлектрического барьера. На величину пробивного напряжения воздушного промежутка оказывает влияние влажность воздуха. Повышение абсолютной влажности приводит к некоторому повышению электрической прочности воздушных промежутков за счет уменьшения коэффициента ударной ионизации электронами в результате их прилипания к электроотрицательным молекулам водяного пара. Приведение экспериментальных значений U₀ к условиям нормальной относительной влажности воздуха (63%) при Т=293 К производится с помощью поправочного коэффициента k, определяемого из выражения

(1.10)