科普动态
风蚀敦煌
沙漠探险
雷电互动
沙尘暴
泥石流
内陆河
穿越青藏
漫游青藏高原 青藏铁路沿线 冻土工程博览
极限火车
慕士塔格
沙漠探险
沙漠植物 沙漠动物 生存课堂 形成演变课堂 沙漠实验基地
泥石流互动体验
泥石流学堂 冰川泥石流 泥石流的危害 泥石流次生灾害 泥石流灾害应急体验 泥石流的预防措施
内陆河
内陆河分布 冰雪冻土带 草地森林带 绿洲带 荒漠沙漠带
风蚀中演进的敦煌
月牙泉局地环流 莫高窟风沙防护体系 黑戈壁中的魔鬼城 野外风洞风沙模拟实验室 沙尘暴地面观测 鸣沙机理解密
普氏原羚
普氏原羚简介 普氏原羚现状和分布区域 普氏原羚种群数量 普氏原羚栖息地概况 普氏原羚繁殖状况 普氏原羚活动区域致危因素 普氏原羚保护工作
青藏高原
独特的高原自然环境 青藏高原的地理位置 高原上的世界之最 高原生物多样化 多样的自然景观 高原城市交通与旅游 高原的环境保护 高原的科学考察活动 高原的工程建设
冰雪
雪花 吹雪 积雪 雪崩 冰雪之恋 冰川 冰川的诱惑 中国最美的冰川 冰川和冰川学的基本知识 冰川学的成长 野外考察 冰雪视频
冻土
冻土 永久冻土 多年冻土 冰缘 由世界看我国的冻土 决定我国冻土形成的因素 我国多年冻土的主要特征 冻土季节冻结和融化的影响因素 我国冻土类型及分布 多年冻土地区的融区及地下水 多年冻土的由来及历史演变 冻土区开发与自然生态环境变化 图片分类
沙漠
沙漠与人 走进沙漠 沙漠与动物 沙漠与植物 沙漠奇观 沙漠里的奇怪现象 中国最美的六大沙漠 世界十大迷人沙漠 沙漠视频
雷电
图片视频 青藏铁路沿线典型地段雷暴 闪电现象 激光引雷 人工引雷的过程 防雷 雷电的分类 雷暴及其起电 人工引雷的应用 负地闪放电过程 闪电始发条件与人工引雷 人工引雷的特征 雷霆防雷网专区
南北极
南极 北极 无人区的动物 南极之光 到欧洲最高峰考察 三登珠穆朗玛峰 走进北极圈 希夏邦马峰初探 天山情怀 青藏高原的诱惑 安第斯山纪行
中国白
中国积雪的分布特点 雪的基本特性 积雪的功能特性及其影响 诗意般的积雪景观 冰川及其景观 中国典型冰川景观欣赏 中国冰川之最 中国冰川景观欣赏 冰雪灾的特点及其减灾防灾?
生态
生态风险 绿洲农业 生态环境 生态农业 生态气候 生态修复
大气
大气 大气污染的知识 大气的科学知识 气象科普小知识 大气视频资料
水资源
水资源 地球生命之液 地球与水资源 探索地球水的奥秘 地下水资源 水忧患 人类生存与水资源危机 生命的资源水
自然灾害
一本没有写出来的书 上穷碧落下黄泉 稳定并非就是一切 心系长江,魂归黄河 长风几万里,吹度玉门关
百家论坛
防灾减灾
沙米
沙米 沙米形态特征 沙米生活习性 沙米的地理分布 沙米的价值
互动交流
科学问答 科普共建 精彩视频

长间隙放电的一般始发过程

发布人:admin   发布时间:2019-06-11   作者:   资料来源:

      在介绍闪电始发条件时由于要涉及到一些基本放电过程,在这一节里,我们先来看长间隙放电的一般始发过程。就放电通道长度及所中和电荷量讲,尽管雷电要远远大于室内间隙放电,但就其起始过程讲,它们应是共通的。考虑到早在20世纪70年代人们对室内长间隙放电的初始过程已有较全面的认识(Les Renardieres Group,1972;1974;1977),这里我们以室内棒与平板之间的长间隙放电为例介绍长间隙放电的一般始发过程。
      当将棒一平板之间电压升高到一定程度时,首先将在棒与平板之间出现电晕放电。电晕放电是一种较弱但比较稳定的放电,它只牵涉到棒顶端很小的区域。当将棒与平板之间的电压再升高到一定值时,棒顶端处的放电会演变成沿一细通道向前传输的流光。图5-1是一正流光向前发展时的示意图。受光电离的作用,流光头部附近存在众多自由电子。在流光头部强电场作用下,以这些电子为起点,将出现大量向着流光头部发展的电子雪崩。这些电子雪崩的头部很快与流光头部汇集到一起。由于正流光头部带的是正电,而电子雪崩头部带的是负电,流光头部的正电荷与电子雪崩的负电荷发生中和,电子雪崩只剩下尾部处的正电荷。这些正电荷汇集到一起就会形成正流光的新头部。正流光就是这样的形式向前传输。测量结果表明流光通道的电离度很弱。
    图5-2是一负流光向前发展时的示意图。与正流光不同的是负流光头部处出现的电子雪崩不是向着流光头部,而是与流光沿同一方向发展。
      当有大量流光出现时,这些流光汇集到一起就会形成如图5-3所示的先导。流光与先导本质上并没有什么太大的差别,只是两者相比,先导通道中的电流较大,因而温度也较高、电离度也较大。测量结果表明:流光电流一般只有几十毫安,而室内长间隙放电的先导电流可达数安培,闪电的先导电流则可达上百安培。
      长间隙放电涉及到的基本始发过程就是以上这些,不过在实际长间隙放电中观测到的现象要远为复杂。这里我们来看几例实测到的先导高速摄像照片及由此得到的先导始发过程示意图。
      图5-4是一例间隙为10 m、棒与平板之间加正极性开关电压时产生放电的高速摄像照片。图5-5是根据分析这类照片得到的放电始发过程示意图,时间是从左至右。图中的a代表首次放电,它包含丝状流光及发光较亮的根部u(stem)。首次放电终止后稍微间歇一段时间,二次放电发生并转变成先导(e)向前传输。可以看到,先导顶端伴随着众多丝状流光。正先导通道除其头部发光较强之外,其他地方发光很弱。一般情况,正先导传输具有连续性,但有时也会出现图中所示的再发光现象(q),从而使传输变得不连续。
 
      图5-6是一例间隙为7 m、棒与平板之间加负极性开关电压时产生放电的高速摄像照片(Ortega等,1994)。可以看到负先导的发展过程更为复杂。同样,根据分析这类照片可以得到如图5-7所示的负先导发展过程示意图。这里的a是首次放电,A是发光较强的二次放电,二次放电的根部很快转变成先导(e)并向前传输。离先导头部(e)不远的地方存在强烈发光点f(常称空间stem)。从f点常常同时出现两个正好沿着相反方向传输的流光b和c。b是正流光,它向着负电极传输,c是负流光,它沿着先导前进的方向传输。点f伸长后演变成空间先导(g)。当先导e与空间先导g碰到一起时,将会出现再发生现象(q),从而负先导以不连续的形式向前传输。图中的p代表正流光b所引起的辉光电晕(glow corona)。