靜電技術(shù)已經(jīng)在工農(nóng)醫(yī)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，而靜電場的擊穿電壓幾乎被所有的應(yīng)用者所注意。關(guān)于針尖一板電極系統(tǒng)擊穿電壓的研究比較多，且報(bào)道也很多．還得出了有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式?？墒顷P(guān)于線一板擊穿電壓研究卻很少，然而實(shí)際中線一板電極系統(tǒng)應(yīng)用卻很多。本文對線一板電極系統(tǒng)擊穿電壓及影響因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

擊穿電壓之所以被靜電應(yīng)用者所重視，是因?yàn)閾舸╇妷旱母叩椭苯雨P(guān)系到靜電技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用效果的好壞。例如在靜電除塵器中。粒子荷電量高低關(guān)系到靜電除塵器效率的高低，而荷電量的高低可以通過提高外加高壓的方法來解決。

關(guān)于提高擊穿電壓，學(xué)者們提出了很多方法，例如采用脈沖供電。因此本文對正直流、負(fù)直流高壓和負(fù)準(zhǔn)脈沖高壓的擊穿電壓進(jìn)行比較，并對擊穿電壓和極間距離、電極曲率半徑等因素進(jìn)行了研究。

試驗(yàn)裝置及測量

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，高壓電源的種類有正直流高壓、負(fù)直流高壓和負(fù)脈沖高壓等三種高壓電源。電壓在0—100KV可調(diào)，2MΩ是限流電阻，用來保護(hù)高壓電源，lnF電容和40KΩ電阻形成火花放電回路，以保證連續(xù)觀測火花電壓值即擊穿壓值。放電電極用的是金屬絲，接地電極用的是銅板。

驗(yàn)結(jié)果及分析

正、負(fù)直流高壓下的V_d-—d的關(guān)系：

在高壓電極直徑為3mm時(shí)，改變高壓電極和接地電極之間距離d測出擊穿電壓Vd，并作圖2。在兩種直流高壓電源情況下的Vd-d曲線具有相似之處，即在0<d<5cm范圍內(nèi)，擊穿電壓都隨著極間距離的增加而增加。而且由圖2可以看出，在相同的極間距離情況下，負(fù)直流高壓的擊穿電壓明顯比正直流高壓的擊穿電壓高。

由于線一板理論比較復(fù)雜，我們把它近似成線一筒式來討論。而線一筒式擊穿電壓與極間距離關(guān)系：

U_d=gE_dd

由上式U_d隨著d的增加而增加。而關(guān)于不同直流高壓的擊穿電壓不同，是因?yàn)樵趦煞N情況下，空間電荷(1)起作用程度不同，在負(fù)直流高壓下，空間電荷產(chǎn)生的電場從整體上是阻礙電場擊穿，而在正直流高壓，空間電荷電場從整體是加速電場的擊穿，因此負(fù)直流高壓的擊穿電壓高。上述分析與試驗(yàn)相符合。

3.2負(fù)直流高壓和負(fù)準(zhǔn)脈沖高壓V_d-d關(guān)系：

在高壓電極采用直徑0.035mm的鎳絲時(shí)，兩種高壓下的擊穿電壓V_d和極間距離d的關(guān)系如圖3所示。由曲線明顯看出，負(fù)準(zhǔn)脈沖高壓和負(fù)直流高壓相似，擊穿電壓也隨極間距離的增加而增加，并且在相同極間距離時(shí)，負(fù)準(zhǔn)脈沖擊穿電壓高于負(fù)直流高壓的擊穿電壓，原因尚需討論。

3.3擊穿電壓Vd和高壓電極線曲率半徑r的關(guān)系：

高壓是負(fù)直流高壓，并且極間距離為37mm時(shí)測定的。擊穿電壓和電極曲率半徑的關(guān)系如圖4所示。由圖4看出，在電板曲率半徑小的范圍內(nèi)(大約r<1/20d)時(shí)，隨著曲率半徑的增加穿電壓急劇下降。在電極曲率半徑大的范圍內(nèi)(r>1/20d)時(shí)，擊穿電壓隨曲率半徑的增加而緩慢的下降，并趨于水平(即板—板情況)。因此線一板靜電裝置對線的曲率半徑和極間距離要求是成比例的，一般情況下曲率半徑r<1/20d時(shí)為好。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

在試驗(yàn)中利用線一板式電極系統(tǒng)，對線一板式擊穿電壓與極間距離、高壓種類、電板曲率半徑等因素的關(guān)系進(jìn)行探討，并得出如下結(jié)論：

4.1線一板式擊穿電壓在0<d<5cm范圍內(nèi)，隨極間距離增加而增加。

4.2在極板距離相等時(shí)，負(fù)直流高壓的擊穿電壓比正直流高壓的擊穿電壓高；負(fù)準(zhǔn)脈沖高壓的擊穿電壓比負(fù)直流高壓的擊穿電壓高。

4.3擊穿電壓隨著電極曲率半徑的增加而減小，并逐漸趨于恒定。