電暈放電

電暈放電的特征是伴有“嘶嘶”的響聲，有時有微弱的輝光；當(dāng)導(dǎo)體上有曲率半徑很小的尖端存在時，則發(fā)生電暈放電。電暈放電可能指向其他物體也可能不指向某一特定方向。電暈放電時，尖端附近的場強(qiáng)很強(qiáng)，尖端附近氣體被電離，電荷可以離開導(dǎo)體；而遠(yuǎn)離尖端處場強(qiáng)急劇減弱，電離不完全，因而只能建立起微小的電流。電暈放電的特征是伴有“嘶嘶”的響聲，有時有微弱的輝光。電暈放電可以是連續(xù)放電，也可以是不連續(xù)的脈沖放電。電暈放電的能量密度遠(yuǎn)小于火花放電的能量密度。在某些情況下，如果升高尖端導(dǎo)體的電位，電暈會發(fā)展成為通向另一物體的火花。

形成電暈所需電場不均勻的程度與氣體的種類有很大關(guān)系。在負(fù)電性的氣體中，當(dāng)電極為球一平面、電極間隙為球半徑時，產(chǎn)生電暈放電。相反，若氣體為非負(fù)電性氣體時，則不產(chǎn)生電暈放電。

電暈放電的極性決定于具有小曲率半徑電極的極性。如果曲率半徑小的電極帶正電位，則發(fā)生正電暈放電，反之發(fā)生負(fù)電暈放電。此外，按提供的電壓類型也可將電暈放電分為直流電暈、交流電暈和高頻電暈。按出現(xiàn)電暈電極的數(shù)目分為單極電暈、雙極電暈和多極電暈。

（1）電力系統(tǒng)中的高壓及超高壓輸電線路導(dǎo)線上發(fā)生電暈，會引起電暈功率損失、無線電干擾、電視干擾以及噪聲干擾。進(jìn)行線路設(shè)計時，應(yīng)選擇足夠的導(dǎo)線截面積，或采用分裂導(dǎo)線降低導(dǎo)線表面電場的方式，以避免發(fā)生電暈。對于高電壓電氣設(shè)備，發(fā)生電暈放電會逐漸破壞設(shè)備絕緣性能。電暈放電的空間電荷在一定條件下又有提高間隙擊穿強(qiáng)度的作用。當(dāng)線路出現(xiàn)雷電或操作過電壓時，因電暈損失而能削弱過電壓幅值。

（2）利用電暈放電可以進(jìn)行靜電除塵、污水處理、空氣凈化等。

（3）地面上的樹木等尖端物體在大地電場作用下的電暈放電是參與大氣電平衡的重要環(huán)節(jié)。

（4）海洋表面濺射水滴上出現(xiàn)的電暈放電可促進(jìn)海洋中有機(jī)物的生成，還可能是地球遠(yuǎn)古大氣中生物前合成氨基酸的有效放電形式之一。

（5）電暈放電的能量可通過光輻射、中性分子流和離子流而作用于材料表面，這些能量的作用是材料表面改性的根本原因。電暈放電過程及在高分子材料表面的作用如圖1：電暈放電過程及在高分子材料表面的作用圖所示。

電暈放電的形成機(jī)制因尖端電極的極性不同而有區(qū)別，這主要是由于電暈放電時空間電荷的積累和分布狀況不同所造成的。在直流電壓作用下，負(fù)極性電暈或正極性電暈均在尖端電極附近聚集起空間電荷。

在負(fù)極性電暈中，當(dāng)電子引起碰撞電離后，電子被驅(qū)往遠(yuǎn)離尖端電極的空間，并形成負(fù)離子，在靠近電極表面則聚集起正離子。電場繼續(xù)加強(qiáng)時，正離子被吸進(jìn)電極，此時出現(xiàn)一脈沖電暈電流，負(fù)離子則擴(kuò)散到間隙空間。此后又重復(fù)開始下一個電離及帶電粒子運(yùn)動過程。如此循環(huán)，以致出現(xiàn)許多脈沖形式的電暈電流。

電暈電流這一現(xiàn)象是G.W.特里切爾于1938年發(fā)現(xiàn)的，稱為特里切爾脈沖。若電壓繼續(xù)升高，電暈電流的脈沖頻率增加、幅值增大，轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)輝光放電。電壓再升高，出現(xiàn)負(fù)流注放電，因其形狀又稱羽狀放電或稱刷狀放電。當(dāng)負(fù)流注放電得以繼續(xù)發(fā)展到對面電極時，即導(dǎo)致火花放電，使整個間隙擊穿。正極性電暈在尖端電極附近也分布著正離子，但不斷被推斥向間隙空間，而電子則被吸進(jìn)電極，同樣形成重復(fù)脈沖式電暈電流。電壓繼續(xù)升高時，出現(xiàn)流注放電，并可導(dǎo)致間隙擊穿。

工頻交流電暈在正、負(fù)半周內(nèi)其放電過程與直流正、負(fù)電暈基本相同。工頻電暈電流與電壓同相，反映出電暈功率損耗。工程應(yīng)用中還常以外施電壓與電暈電荷量的關(guān)系表示電暈特性，稱為電暈的伏庫特性。

電暈放電處理(又稱電火花處理)是將2～100kV、2～10kHz的高壓高頻施加于放電電極上．以產(chǎn)生大量的等離子氣體臭氧，其與高分子材料表面分子直接或間接作用，使高分子材料表面分子鏈上產(chǎn)生羰基和含氮基團(tuán)等極性基團(tuán)，表面張力明顯提高，而強(qiáng)烈的離子沖擊會使高分子材料表面粗化，去油污、水汽和塵垢等。這些作用協(xié)同的結(jié)果導(dǎo)致高分子材料表面的黏附性明顯改善，實(shí)現(xiàn)高分子材料表面預(yù)處理的目的。

電暈處理具有處理時間短、速度快、操作簡單、控制容易等優(yōu)點(diǎn)，因此目前已廣泛應(yīng)用于高分子材料薄膜印刷、復(fù)合和黏接前的表面預(yù)處理。但是電暈處理后的效果不穩(wěn)定，因此處理后最好當(dāng)即印刷、復(fù)合、黏接。

影響電暈處理效果的因素有處理電壓、頻率、電極間距、處理時間及溫度、印刷性和黏接力隨時間的增加而提高，隨溫度升高而提高。實(shí)際操作中．通過采取降低牽引速率、趁熱處理等方法，以改善效果。

電暈放電時的電阻。