1.7　電暈放電

和電弧放電、火花放電相比，電暈放電可能是人類最先觀測(cè)到的電現(xiàn)象。

最早，在桅桿頂端的周圍看到一種光暈現(xiàn)象，曾一度被認(rèn)為是一樣不屬于這個(gè)世界的東西，因?yàn)樗坪跏且环N深不可測(cè)的幻覺，看起來(lái)就像國(guó)王頭上的王冠。電暈（Corona）這個(gè)稱呼也因此得名，其原意就是發(fā)光的環(huán)冠。

今天，電暈放電可能是工業(yè)上最重要的一種放電形式。因?yàn)樗且环N結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、利用電能直接可以在大氣壓下產(chǎn)生等離子體的氣體放電方式。利用電暈放電可以實(shí)現(xiàn)靜電除塵、廢氣處理以及半導(dǎo)體測(cè)量方面的應(yīng)用。

1.7.1　電暈放電的定義

電暈放電有時(shí)稱為單級(jí)放電，發(fā)生在處于電擊穿點(diǎn)之前的電氣上受壓狀態(tài)的氣體在尖端、邊緣或絲附近的高電場(chǎng)區(qū)，在其他電場(chǎng)弱的地方不發(fā)生電離，只產(chǎn)生局部的放電，即局部破壞，是湯森暗放電的一個(gè)特征現(xiàn)象。在電極周圍產(chǎn)生暗輝光，稱為電暈放電。

1.7.2　電暈放電的特征

電暈放電屬于自持放電。電暈放電的電壓降比輝光放電大（千伏數(shù)量級(jí)），但是放電電流較小（微安數(shù)量級(jí)），往往發(fā)生在電極間電場(chǎng)分布不均勻的條件下。若電場(chǎng)分布均勻，放電電流又較大，則發(fā)生輝光放電現(xiàn)象；在電暈放電狀況下如提高外加電壓，而電源的功率又不夠大，此時(shí)放電就轉(zhuǎn)變成火花放電；若電源的功率足夠大時(shí)，則電暈放電可轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀》烹姟?/p>

電暈放電的一個(gè)特點(diǎn)是在放電過(guò)程中出現(xiàn)特里切爾（Trichel）脈沖。這是因?yàn)殡姇灧烹姲l(fā)生在電場(chǎng)極度不均勻的情況下，當(dāng)外加電壓及其產(chǎn)生的電場(chǎng)還較低時(shí)，電極曲率半徑很小處已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)了氣體擊穿的臨界電場(chǎng)，發(fā)生自持放電。但是，在離電極稍遠(yuǎn)處，電場(chǎng)強(qiáng)度已經(jīng)很低，空間電荷的屏蔽作用會(huì)阻止放電的繼續(xù)發(fā)展，形成Trichel脈沖。

如圖1-7所示，電暈放電有幾種不同的形式，其依賴于電場(chǎng)的極性與電極的幾何形狀。對(duì)于針-板電極產(chǎn)生的正電暈來(lái)說(shuō)，放電始于爆發(fā)式脈沖電暈，隨著電壓的提高，繼而發(fā)展為流光電暈、輝光電暈和火花放電；而對(duì)于同樣幾何形狀的負(fù)電暈來(lái)說(shuō)，起火形式為Trichel脈沖電暈，然后在同樣的條件下可轉(zhuǎn)化為無(wú)脈沖電暈和火花放電。交流電暈則有不同的放電形式和發(fā)展方向。交流放電是指在交變電壓條件下，曲率半徑大的電極附近交替出現(xiàn)正電暈和負(fù)電暈。它會(huì)產(chǎn)生無(wú)線電頻率的電磁波和顯著噪聲。這是不穩(wěn)定電流產(chǎn)生的流光迭代效應(yīng)。

1.7.3　電暈放電的分類

電暈放電具有很多種類。按電源提供的電壓類型劃分，分為直流電暈、交流電暈、高頻電暈和脈沖電暈；按發(fā)生電暈的電極極性劃分，分為正電暈和負(fù)電暈；按出現(xiàn)電暈的電極數(shù)目劃分，分為單極電暈、雙極電暈和多級(jí)電暈；按照氣壓可分為低氣壓電暈、大氣壓電暈、高氣壓電暈等。

作為典型的非均勻電場(chǎng)，考慮針對(duì)平板電極時(shí)，不論是正電壓還是負(fù)電壓，不論放電的外觀和特性都不相同，前者對(duì)應(yīng)的電暈稱為陽(yáng)極電暈或正電暈，后者對(duì)應(yīng)的電暈稱為陰極電暈或負(fù)電暈。