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

擊穿電壓之所以被靜電應用者所重視，是因為擊穿電壓的高低直接關系到靜電技術在實際中應用效果的好壞。例如在靜電除塵器中。粒子荷電量高低關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。

關于提高擊穿電壓，學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、負直流高壓和負準脈沖高壓的擊穿電壓進行比較，并對擊穿電壓和極間距離、電極曲率半徑等因素進行了研究。

試驗裝置及測量

實驗裝置如圖1所示，高壓電源的種類有正直流高壓、負直流高壓和負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。

驗結(jié)果及分析

正、負直流高壓下的V_d-—d的關系：

在高壓電極直徑為3mm時，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系：

U_d=gE_dd

由上式U_d隨著d的增加而增加。而關于不同直流高壓的擊穿電壓不同，是因為在兩種情況下，空間電荷(1)起作用程度不同，在負直流高壓下，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，因此負直流高壓的擊穿電壓高。上述分析與試驗相符合。

3.2負直流高壓和負準脈沖高壓V_d-d關系：

在高壓電極采用直徑0.035mm的鎳絲時，兩種高壓下的擊穿電壓V_d和極間距離d的關系如圖3所示。由曲線明顯看出，負準脈沖高壓和負直流高壓相似，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，負準脈沖擊穿電壓高于負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的關系：

高壓是負直流高壓，并且極間距離為37mm時測定的。擊穿電壓和電極曲率半徑的關系如圖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，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，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時為好。

實驗結(jié)論

在試驗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系進行探討，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，負直流高壓的擊穿電壓比正直流高壓的擊穿電壓高；負準脈沖高壓的擊穿電壓比負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。