亚毫米间隙负直流电晕放电Trichel脉冲特性.pdf

第 27 卷 第 7 期2023 年 7 月电 机与控 制学报ElectricMachinesandControlVol.27No.7Jul.2023 亚毫米间隙负直流电晕放电 Trichel 脉冲特性孙兴1,2,孙志1,赵大帅3,刘坤1,王宸1,邵茁凯1(1.哈尔滨理工大学 电介质工程国家重点实验室培育基地,黑龙江 哈尔滨 150080;2.国网北京市电力公司丰台供电公司,北京 100073;3.山东输变电设备有限公司,山东 济南 250104)摘 要:为了研究亚毫米间隙下 Trichel 脉冲放电特性及机理,搭建 100 500 m 电极间距的针-板电极放电系统,并配备光学采集系统观测负电晕放电过程,探究亚毫米间隙下电极间距及针尖曲率对伏安特性曲线、Trichel 脉冲幅值频率和放电平均电流等的影响。亚毫米间隙空气电晕放电发展到锯齿波阶段过程中不存在无脉冲过渡阶段,在放电锯齿波阶段,亚毫米间隙负电晕放电发展到Trichel 脉冲锯齿波阶段后难以过渡到辉光放电阶段,脉冲波形呈现伴有基底电流的锯齿波形式。针-板电极间隙越小,发生电晕放电所需的针尖曲率半径就要越小,但过小曲率半径的针尖电极会使板电极附近的电场高度发散,导致板前电晕放电保持较高的净电荷密度和碰撞电离率。在亚毫米间隙的针-板电极空气放电过程中,当电晕放电发展至板电极即将产生辉光放电时,板前电晕仍保持较高的碰撞电离率并产生二次电子,但针尖电晕还没有达到空气辉光放电所需要的发生电子雪崩的阈值。因此,与毫米级相比,在即将发生的辉光放电之前,电晕放电产生几十微安的基底电流,电晕放电向辉光放电转换过程变短甚至消失。关键词:亚毫米;电晕放电;Trichel 脉冲;针-板电极;辉光放电;脉冲波形DOI:10.15938/j.emc.2023.07.007中图分类号:TM851文献标志码:A文章编号:1007-449X(2023)07-0059-08 收稿日期:2022-04-19基金项目:国家自然科学基金(51607048)作者简介:孙 兴(1997),男,硕士,助理工程师,研究方向为气体放电、微放电等离子体等;孙 志(1981),男,博士,讲师,硕士生导师,研究方向为微纳区域介电性能等;赵大帅(1995),男,硕士,工程师,研究方向为电力设备绝缘保护等;刘 坤(1997),男,硕士研究生,研究方向为气体放电模拟仿真等;王 宸(1996),男,硕士研究生,研究方向为气体放电光谱分析等;邵茁凯(1997),男,硕士研究生,研究方向为气体放电模拟仿真等。通信作者:孙 志Trichel pulse characteristics of negative DC corona dischargein submillimeter gapSUN Xing1,2,SUN Zhi1,ZHAO Dashuai3,LIU Kun1,WANG Chen1,SHAO Zhuokai1(1.State Key Laboratory Breeding Base of Dielectrics Engineering,Harbin University of Science andTechnology,Harbin 150080,China;2.Fengtai Power Supply Company,State Grid Beijing Electric PowerCompany,Beijing 100073,China;3.Shandong Power Transmission Equipment Co.,Ltd.,Jinan 250104,China)Abstract:In order to reveal Trichel pulse characteristics and mechanism of discharging air-gap in sub-millimeter scale,the needle-plate electrode discharge platform controllable in 100-500 m air-gaps wasspecifically built up with a fluorescence acquisition equipment to fulfill the real-time observation of nega-tive corona discharge process and test the voltage-current characteristic curves,the amplitude and wave-form of Trichel pulse,and the impulse frequency and discharge average current.It is demonstrated thatthe complanate transition stage without pulse currents will not appear when corona discharge transits toglow discharge in the air discharge developing process of needle-plate electrodes in sub-millimeter gap.Insawtooth wave stage,the corona discharge coexist with glow discharge,being accompanied by arising cur-rents through plate electrode.The smaller air-gap of needle-plate electrode requires a shorter radius ofneedle-tip curvature to ionize air molecules and thus generate corona discharge by the adequately concen-trated electric field near needle electrode.Meanwhile,for the needle electrode with a too small radius oftip curvature,the electric field persists in high divergence to produce a high net charge density and colli-sion ionization rate near plate electrode.When the corona discharge in sub-millimeter air-gap approachesthe surface of plate electrode to be subsequently followed by engendering glow discharge,the corona frontnear plate electrode maintains high rates of collision ionization and secondary electron excitation,whilethe tip corona has not reached the threshold of electron avalanche required for air glow discharge.There-fore,before the upcoming glow discharge,the corona discharge generates electric current with dozens ofA through plate electrode,and the conversion stage from corona discharge to glow discharge becomesvague or even disappears.Keywords:sub-millimeter;corona discharge;Trichel pulse;needle-plate electrode;glow discharge;pulse waveform0 引 言随着集成电路和微机电系统的高度发展,电子元件微型化要求机电系统内部电子元件间绝缘距离达到亚毫米及以下量级1。较小的电压便会造成电子元件间的绝缘失效,使微机电系统发生故障2。电晕放电是在非均匀场中的一种自持放电,最常发生在空气放电过程中,起始于尖端电极3。相比于正直流电晕放电,负直流电晕放电脉冲更为规则,其中研究的最多的则为 Trichel 脉冲。负电晕起始阶段即有 Trichel 脉冲发生,通过对 Trichel 脉冲的分析,可对相关绝缘情况进行预判。Trichel 最早通过示波器对负电晕放电特性进行研究,发现脉冲幅值和频率与平均电流、针尖曲率及气压大小有关3。负电晕放电的起晕电压及伏安特性与电极的金属材料无关,并且只有在电负性气体中才会产生 Trichel 脉冲,具有极窄的上升沿和脉宽,并随气压和电极形状发生变化4-6,而脉冲幅值和频率随外加电压和针尖曲率发生变化,并受到空间电荷的影响7。包含电子及正负离子的二维有限元等离子体瞬态模拟证实了 Trichel 脉冲频率、平均电晕电流和脉冲持续时间与压力成反比8。有限元法物质扩散-静电场耦合瞬态模拟能够揭示负电晕放电从初始阶段到辉光放电的动态过程9-10。毫米空气间隙针-板电极负电晕放电中的Trichel 脉冲上升沿在 15 25 ns 之间,不依赖于电压和针尖曲率,脉冲频率随平均电流呈线性变化,并且脉冲幅值依赖于平均电流(电压)、针尖曲率、电极间距、气压11。结合流体-化学反应和静电场的电荷输运的模型,可以预测单次脉冲持续过程中的放电特性12。Trichel 脉冲模式转变是一个连续的过程,脉冲幅值的跳变可作为脉冲模式转变的主要依据13。刘民等14对针-板负电晕 Trichel 脉冲初期、中期、锯齿、辉光等放电阶段的脉冲参数进行了研究,得到了不同放电时期下的参数特点。在针-筒电极负电晕放电 Trichel 脉冲向无脉冲辉光的转变过程明显受到气体温度的影响15。纯氮气负电晕放电与空气中的负电晕放电的对比实验表明,纯氮环境下,阴极平均电压与平均电流的伏安特性曲线在脉冲模式放电阶段的斜率为负值,但随着含氧量的增加,逐渐变为正值,与空气放电的伏安特性曲线明显不同16。郑殿春等17在流体模型基础上依据通量校正法对非均匀电场下 SF6气体中的电晕放电进行微观分析,仿真结果与实验吻合。目前电晕放电的研究主要集中在厘米或毫米尺度的针-板电极空气间隙,但对于亚毫米间隙下的负电晕放电的特性研究却鲜有报道。由于电极间距的改变使放电结构发生变化,导致亚毫米空气间隙负电晕放电特征与毫米间隙不同。因此,本文针对100 500 m 亚毫米空气间隙的负电晕放电进行实验研究,为提高微机电系统的绝缘防护提供实验依据。1 实验装置本文所用的实验装置是由针-板电极结构的亚06电 机 与 控 制 学 报 第 27 卷毫米间隙放电系统及光学采集系统组成,实验装置图如图 1 所示。放电系统包括直流高压电源、保护电阻、针-板电极、示波器(Tektronix DPO3052)、高压探头、采样电阻及微安表。直流电源采用东文高压直流充电电源,通过保护电阻对针-板电极施加负直流电压;板电极与 xyz 三轴微米位移台相连,电极间距由该位移平台控制,控制精确度为 1 m,可实现 1 500 m 的调节;Trichel 脉冲由低压探头通过采样电阻测得,通过高压探头测得电晕起始电压;借助耦合 CCD 的光学显微镜系统实现对针-板间隙距离进行观察与校正,且观测针尖的电晕状态及电晕放电的发展。图 1 针-板空气间隙电晕放电实验装置Fig.1 Schematics of experimental equipment for coro-na discharge in air-gap with needle-plate elec-trodes针-板电极的间距(空气间隙距离)和针电极的尖锐程度对电晕放电过程有显著影响:随着电极间距的减小,电晕放电并不像毫米间隙下容易起晕,因此亚毫米间隙下的电晕放电需要更高电场强度;针电极尖端的曲率半径决定了针电极表面的电场集中程度,因而决定了场强能否达到起晕的阈值,亚毫米针-板电极空气间隙发生电晕放电需要针尖曲率半径达到 5 m 以下。选用直径为 0.5 mm 的钨丝,采用电化学方法制备针电极,板电极为不锈钢电极。用光学显微镜观察放电前后针尖形貌图并测量曲率半径,如图 2 所示,证明放电前后针尖曲率半径变化大约为 0.5 m,对每组实验进行多次测量后取平均值。2 实验结果分析2.1 负电晕的放电发展过程对针-板电极间距为 100 500 m 下的负直流电晕放电发展过程进行研究,依据 IEC 标准6027018,定义各阶段能够观察到稳定现象的电压的最小值为起始电压。在毫米间隙下,负电晕放电发展过程主要分为 3 个阶段:Townsend 放电阶段、Trichel 脉冲阶段、无脉冲阶段。亚毫米间隙下,由于电极间距及针尖曲率半径均为毫米间隙下的1/10,因此,在电晕放电的发展过程中,电子崩的发展及离子迁移、扩散的过程比毫米间隙下快,导致电子崩很容易发展到板电极,形成流注放电。与毫米间隙对比,虽然电极间距的减小对负电晕放电的Townsend 放电阶段和 Trichel 脉冲阶段(其中 Trichel脉冲阶段又分为起晕阶段、Trichel 脉冲中期及锯齿波时期)影响不大,但是锯齿波阶段向无脉冲阶段转换过程变短甚至消失。图 2 放电前后针尖形貌图Fig.2 Optical image of tungsten tip before(left panel)and after(right panel)corona discharge exper-iments利用光学采集系统观测 100 m 空气间隙针-板电极电晕放电过程的荧光图像,如图 3 所示。当外加电压接近 600 V 时,针尖附近出现微弱、模糊且不稳定的蓝色电晕,此时放电为 Townsend 阶段。随着外加电压的不断增大,针尖附近场强增大,出现微弱的电晕,电场强度还不能达到自持放电条件,因此电晕不能持续出现在针电极。当外加电压接近690 V 时,电路中的电流达到了 10-6A,针尖附近出现稳定晕层,Townsend 放电转变为稳定 Trichel 脉冲电晕放电,如图 3(a)所示。外加电压增加到 800 V 时,针尖附近电晕荧光由蓝色变为蓝紫色,电 流 出 现 Trichel 脉 冲,如图 3(b)所示。电晕区域和亮度随电压增加不断增大,当外加电压达到 1 000 V 时,放电进入锯齿波阶段,电晕由蓝紫色转变为紫色,如图 3(c)所示。当16第 7 期孙 兴等:亚毫米间隙负直流电晕放电 Trichel 脉冲特性UA=1 100 V 时,针尖附近出现明显的白色光斑,放电间隙临近击穿,如图 3(d)所示。随着外加电压的增加,不同放电阶段电晕颜色及区域大小均有所变化。在 Townsend 放电阶段电压较低,电晕放电的碰撞电离率较低,并未达到自持放电阶段,因此电晕放电仅局限在针尖附近。在Trichel 脉冲初期阶段,电晕放电呈现自持放电,碰撞电离加剧以致形成电子雪崩,产生大量二次电子,导致电离区域不断向板电极扩展,但是由于放电等离子体中的离子在电场作用下迁移速度比电子漂移速度还低得多,限制针尖表面的电子发射,因此电晕放电区域扩展缓慢。当放电进入锯齿波阶段,放电间隙内的离子迁移速度和电子碰撞电离率明显增加,导致电晕放电区域扩展速度显著增加。此外,锯齿波波形的电晕放电区域达到最大,并且当脉冲电流中出现基底电流成分时,外加电压较锯齿波时期仅高出约 100 V,所以碰撞电离率略有提高且针尖附近电晕荧光变得更加明亮,但电晕放电区域拓展不明显,如图 3(c)、图 3(d)所示。图 3 不同放电阶段负电晕放电光学图像Fig.3 Optical images of negative corona dischargingat various stages100 m 空气间隙针-板放电在 690 V 外加电压下开始出现典型的 Trichel 脉冲波形,电流脉冲周期和幅值分别为 875 ns 和 120 A,如图 4(a)所示,由 40 ns 上升沿、较长的下降沿及极长的等待阶段组成。当外加电压升高到 800 V 时,负电晕放电发展到 Trichel 脉冲中期阶段,脉冲周期急剧减小到200 ns,电流幅值下降到 70 A,上升沿保持 40 ns不变,如图 4(b)所示。外加电压达到 1 100 V 时,电晕放电发展到了锯齿波阶段,如图 4(c)所示。由于锯齿波阶段放电较剧烈,脉冲等待时间极短,脉冲的周期和幅值减小到 100 ns 和 57 A。图 4 100 m 间隙下负电晕放电各时期脉冲波形Fig.4 Pulse waveforms of negative corona discharge invarious periods under a gap of 100 m当亚毫米间隙负电晕放电发展到锯齿波阶段时,通过示波器可明显观察到波形偏离水平轴,出现约为 20 A 的基底电流,随着电压增大而增加。2.2 电极间距对电晕放电的影响随着电极间距的增加,针尖电极的阈值场强逐渐减小,负电晕放电各个阶段的起始电压也随之增加,如图 5 所示。为减小电刻蚀对针尖的损伤,每个26电 机 与 控 制 学 报 第 27 卷间隙下的最后一个电压值为该间隙下的临近击穿电压。图 5 不同间距下各阶段起始电压绝对值Fig.5 Absolute value of the initial voltage of each stageunder different spacing2.2.1 100 500 m 间隙下伏安特性曲线电极间距在100 m 时,当平均电流达到40 A后电晕放电便临近击穿,未出现稳压阶段,如图 6所示。图 6 伏安特性曲线Fig.6 Volt-ampere characteristic curve在 200 500 m 间距下,电晕放电在锯齿波时期会出现稳压阶段,锯齿波电流中出现了稳定基底电流。对 100 500 m 间隙下伏安特性曲线的实验数据进行拟合,得到 Trichel 脉冲伏安特性曲线基本满足二次函数关系,如图 7 所示。对实验数据进行最小二乘拟合,得到的外加电压与平均电流的关系为Im=k1UA(UA-Uc)。(1)式中:Im表示平均电流;k1=2k(,d),代表离子迁移率,k(,d)为针尖曲率半径及电极间距成正相关的结构参数;UA为施加电压;Uc为不同间隙下的起晕电压。随着电极间距的增大,k(,d)也增大,使二次函数系数 k1减小,因此平均电流随着电极间距的增大而减小。图 7 100 500 m 间隙外加电压与平均电流的函数关系Fig.7 100 500 m gap applied voltage as a functionof average current2.2.2 电极间距对脉冲上升沿的影响上升沿时间不随电极间距的变化而变化,一般在几十纳秒左右如图 8 所示。上升沿时间是由针尖附近气体击穿时电子崩从针尖移动到电离区边界的时间 决 定 的。电 子 从 阴 极 迁 移 到 临 界 点 的 时间11为tr=dceEr,c=dcep(Er,c/p)。(2)式中:Er,c为临界电场;e为电子的迁移率;p 为大气压。在大气中,Er,c3 104V/cm,ep6 107(cm2Pa)/(Vs)。本文通过实验装置中的光学采集系统采集到的现象可以观测出,在 Trichel 脉冲放电阶段(图 3(b)的电晕区域仅有约 4 m,因此电子雪崩发展的临界点即为 dc=4 m。由上式计算得到的上升沿时间为 tr=30 ns,与本文测得的上升沿 tr=(50 5)ns 较为接近。2.2.3 电极间距对脉冲幅值的影响在100 500 m 间隙下,如图9 所示,随着电极间距的增加,脉冲幅值却减小,且 100 m 间隙比500 m 间隙下的脉冲幅值大 100 A,将近增大了一倍。由此可见,在亚毫米间隙,负极板对负电晕放电有一定的影响。36第 7 期孙 兴等:亚毫米间隙负直流电晕放电 Trichel 脉冲特性图 8 100 500 m 间隙下的上升沿Fig.8 Rising time at 100 500 m gap图 9 100 500 m 间隙下的 Trichel 脉冲幅值Fig.9 Amplitude of Trichel pulse at 100 500 m gap2.2.4 电极间距对脉冲频率及转移电荷量的影响Trichel 脉冲的频率主要是由负离子团的迁移决定的,且随平均电流的增加而增加、随电极间距增加略有减小。对脉冲频率与平均电流的实验数据(图 10)进行拟合,得到一次函数关系如下:f=k2(Im-I0)。(3)式中:k2=1/Qf,Qf为平均每脉冲转移电荷;Im为平均电流;I0为电晕起始电流。拟合结果表明拟合常数 k2不随平均电流变化而改变。100、200 m 间隙时,Qf约为 6.13 10-12C,300 500 m 间隙时,Qf约为 6.80 10-12C。100 500 m 间隙的单脉冲电荷转移量 Qf随电极间距的增加略有减小,与脉冲幅值随电极间距的增加而减小相对应。2.3 针尖曲率对 Trichel 脉冲的影响图 11 为 500 m 间隙下,不同针尖曲率半径下的伏安特性曲线,当平均电流一定时,针尖曲率半径越小,电场不均匀系数越高,电场强度越大,因此对应的电压值越低。图 10 100 500 m 间隙下的 Trichel 脉冲频率Fig.10 Pulse frequency under 100 500 m gap图 11 不同针尖曲率半径下伏安特性曲线Fig.11Volt-ampere characteristic curve under differ-ent tip curvature radius随着针尖曲率半径的增加,脉冲幅值也逐渐增大,如图 12 所示。针尖曲率的增大使阴极表面积增大,致使电离区域也增大,发生更多的电离反应,使得脉冲幅值增大。2.4 电压和间隙距离对放电脉冲特性的影响分析电离区的电子碰撞过程与迁移区的吸附过程对电晕放电起着决定性作用,对 Trichel 脉冲也有着直接影响。相对于电子而言,离子的荷质比要小的多,因此当电子向板电极迁移过程中,正负离子相当于在空间中静止,碰撞电离与吸附过程中产生的正离子与负离子便会在空间积聚成为正离子团与负离子团,形成空间电荷。46电 机 与 控 制 学 报 第 27 卷图 12 不同针尖曲率半径下的脉冲幅值Fig.12 Pulse amplitudes at different tip curvaturesradius正离子团的存在会加强针尖附近的场强,使电子雪崩过程更加剧烈;负离子团的存在会加强与正离子团之间的场强而削弱与针尖电极附近的场强,使电离受到抑制。而在刚起晕阶段,电极间积聚的正离子团数量较少且负离子团的数量小于正离子团,对针尖附近的电场抑制作用小于增强作用,因此,在 Trichel 脉冲初始时期随着外加电压的增加,脉冲幅值有一个小幅增加的过程,当空间中积累的负离子数量大于正离子时,负离子团对针尖电场的抑制作用更加明显,减缓了正离子的产生速率,致使脉冲幅值呈现出先增大后减小的趋势。100 500 m 间隙下,当针尖曲率一定时,Trichel 脉冲随电极间距的增加而减小,其原因主要为电极间距的增加导致针尖电极附近的场强减小,场强的减小使电子及正负离子在放电间隙内的迁移速度减慢,致使脉冲幅值减小。2.5 电晕放电模式转换在毫米空气间隙的针-板电极的放电过程中,电晕放电可以分为 Townsend 放电阶段、Trichel 脉冲放电阶段及无脉冲放电阶段 3 个阶段,且这 3 个阶段的脉冲都具有明显不同的特点。利用有限元仿真软件,模拟大气室温环境,针尖曲率半径 2 m、电极间距 100 m、外加电压-690 V起 晕 阶 段 时 的 负 极 附 近 电 场 分 布(如图 13),得到针尖附近的场强大约为1.4 108V/m,板电极附近的电场强度大约 107V/m,大约是毫米间隙起晕下电场强度的 100 倍19。因此在亚毫米间隙下电晕放电发展至板电极表面时,板前电晕仍保持较高的碰撞电离率并产生二次电子,但针尖附近电场强度还没有达到空气辉光放电所需要的发生电子雪崩的阈值。且本文通过光学系统采集得到的伴有基底电流的锯齿波时期电晕放电图像(如图 3)未观察到如图 1420所示毫米间隙下辉光放电阶段的图像。图 13 100 m 间隙下负极附近电场分布Fig.13 Electric field distribution under 100 m gap图 14 毫米间隙下的辉光放电图像Fig.14 Glow discharge image under millimeter gap因此,在即将发生的辉光放电之前,电晕放电产生几十微安的基底电流,电晕和辉光放电之间的放电模式无脉冲转换阶段缩短甚至不存在,这与毫米间隙下的情况不同。3 结 论通过搭建的可控亚毫米间隙针-板放电实验系统以及实时观测光学系统研究了亚毫米间隙负直流电晕放电过程中的 Trichel 脉冲特性。大气压亚毫米间隙下针-板负直流电晕放电的 Trichel 脉冲的56第 7 期孙 兴等:亚毫米间隙负直流电晕放电 Trichel 脉冲特性波形特点与毫米间隙相似,均由较短的上升沿、较长的下降沿和极长的等待时间组成;Trichel 脉冲的上升沿、频率及单脉冲转移电荷量几乎不随电极间距发生变化;Trichel 脉冲幅值随着电极间距增加而略有减小,随外加电压的增加呈现先增大后减小的趋势。针尖曲率半径的增加使 Trichel 脉冲的幅值及上升沿增加,Trichel 脉冲的频率随着针尖曲率的增大而减小。对于亚毫米空气间隙针-板电极,在锯齿波阶段,随着外加电压的增加,电晕放电前端的电子碰撞电离率未能达到发生电子雪崩的阈值,在发展至板电极表面时仍未能形成向辉光放电转换的无脉冲放电,脉冲保持电晕放电特征,表现为伴有基底电流的锯齿波形。继续增大外加电压,在亚毫米间隙中形成贯穿针尖和板电极的空气电导通道(击穿),板电极表面产生流注放电。参 考 文 献:1THEOCHARIS J,GARDELIS S,PAPAIOANNOU G.Effect ofambient on the field emission induced-damage in dielectriclessMEMS capacitive structures J.IEEE Transactions on Deviceand Materials Reliability,2022,22(2):205.2 孟国栋,成永红,酉小广,等.微机电系统微米间隙的预击穿和击穿特性研究J.西安交通大学学报,2012,46(8):106.MENG Guodong,CHENG Yonghong,YOU Xiaoguang,et al.Prebreakdown and breakdown characteristics of micron gap inMEMS J.Journal of Xian Jiaotong University,2012,46(8):106.3 杨津基.气体放电M.北京:科学出版社,1983.4 TRICHEL G W.The mechanism of the negative point to plane co-rona near onsetJ.Physical Review,1938,54(12):1078.5 LOEB L B,KIP A F,HUDSON G G,et al.Pulses in negativepoint-to-plane coronaJ.Physical Review,1941,60(10):714.6 ENGLISH W N.Positive and negative point-to-plane corona in airJ.Physical Review,1948,74(2):170.7 AMIN M R.Fast time analysis of intermittent point-to-plane coro-na in air.III.the negative point trichel pulse coronaJ.Journalof Applied Physics,1954,25(5):627.8 LAMA W L,GALLO C F.Systematic study of electrical character-istics of Trichel current pulses from negative needle-to-plane coro-nasJ.Journal of Applied Physics,1974,45(1):103.9 SATTARI P,CASTLE G S P,ADAMIAK K.A numerical modelof Trichel pulses in air;the effect of pressureJ.Journal of Phys-ics:Conference Series,2011,301(1):012058.10 DORDIZADEH P,ADAMIAK K,PETER CASTLE G S.Nu-merical investigation of the formation of Trichel pulses in a nee-dle-plane geometryJ.Journal of Physics D:Applied Physics,2015,48(41):415203.11 欧阳吉庭,张子亮,张宇,等.空气负电晕 Trichel 脉冲特性的实验研究J.高电压技术,2014,40(4):1194.OUYANG Jiting,ZHANG Ziliang,ZHANG Yu,et al.Experi-mental study on the characteristics of negative-corona trichel pul-ses in airJ.High Voltage Technology,2014,40(4):1194.12 廖瑞金,伍飞飞,刘康淋,等.棒-板电极直流负电晕放电脉冲过程中的电子特性研究J.电工技术学报,2015,30(10):319.LIAO Ruijin,WU Feifei,LIU Kanglin,et al.Simulation of cha-eracteristics of electrons during bar-plate electrode during DCnegative corona discharge pulseJ.Transactions of China Elec-trotechnical Society,2015,30(10):319.13 张可心,李文博,张潮海.Trichel 脉冲放电中的模式转变实验研究J.高电压技术,2016,42(12):3775.ZHANG Kexin,LI Wenbo,ZHANG Chaohai.Experimentalstudy of mode transition of Trichel pulse discharge J.HighVoltage Technology,2016,42(12):3775.14 刘民,唐炬,潘成.空气中针板直流正负电晕发展过程实验研究J.高电压技术,2016,42(4):1018.LIU Min,TANG Ju,PAN Cheng.Development processes of pos-itive and negative DC corona under needle plate electrode in theairJ.High Voltage Technology,2016,42(4):1018.15 CHEN She,LI Kelin,NIJDAM S.Transition mechanism of neg-ative DC corona modes in atmospheric air:from Trichel pulses topulseless glow J.Plasma Sources Science and Technology,2019,28(5):055017.16 ZHANG X,GUO Y,SUN A,et al.On the pulsed-pulselessmode transition of negative DC corona in atmospheric nitrogenJ.Physics of Plasmas,2021,28(6):063505.17 郑殿春,夏云双,赵大伟,等.非均匀场下 SF6短间隙正电晕放电行为J.电机与控制学报,2013,17(5):75.ZHENG Dianchun,XIA Yunshuang,ZHAO Dawei,et al.Posi-tive corona discharge behaviors of SF6short gap under non-uni-form fieldJ.Electric Machines and Control,2013,17(5):75.18 InternationalElectrotechnicalCommission.Partialdischargemeasurements:IEC 60270-1998S.19 王闯,陈曦,梁希月,等.电极结构对负电晕放电 Trichel 脉冲及其电磁辐射场的影响J.兵工学报,2020,41(2):293.WANG Chuang,CHEN Xi,LIANG Xiyue,et al.Effect of elec-trode structure on Trichel pulse and its electromagnetic radiationfield of negative corona discharge J.Acta Armamentarii,2020,41(2):293.20 张宇.直流电晕放电特性及其空间离子行为D.北京:北京理工大学,2016.(编辑:邱赫男)66电 机 与 控 制 学 报 第 27 卷