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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来，人们越来越接受这样的一种理论，既尽量减少接闪器尖端预闪击的空间电荷的累积，将增强其启动和维持上行先导的能力。因此，用于评估地面高处接闪器的尖端性能的一个参数是其在静电场下的电晕放电电流，其对应于雷电下行先导产生之前的条件。电晕放电是指气体介质在不均匀电场中的局部自持放电，是最常见的一种气体放电形式。通常在曲率半径很小的尖端电极附近，由于局部电场强度超过空气的电离场强，使空气发生电离和激励，因而出现电晕放电。发生电晕时在电极周围可以看到光亮，并伴有嘶嘶声。电晕放电可以是相对稳定的放电形式，也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。众所周知的是由于在树木、建筑物和其他尖锐物体的尖端通过电晕放电向空气中注入空间电荷，所以导致雷云的电场e₀在地平面处减小。高建筑物上尖端产生电晕的效率更高。上行闪电或者反极性先导可以在e₀足够大的情况下可以从物体尖端处触发。由于目标附近向下发展的下行闪电先导，引起的e₀增加而在接地物体尖端上产生反极性先导，两个先导之间的吸引后的接触将不可避免的导致对该物体造成闪击。强烈的电晕效应产生了一个厚的空间电荷层，都可能阻碍电极在雷云电场环境中和在实验室间隙中的高电压电极的先导触发。由于电晕效应注入的空间电荷导致电势的强烈空间重新分布，减少电极附近的电场，从而抑制了尖端处的上行先导的发展。并且电晕放电为对流层提供了丰富的离子源，这可能影响雷云的起电方式和内部结构

国内外研究现状

到目前为止，国内外许多学者对电晕放电形成的物理过程以及电晕放电相关参数做了大量研究，国内研究者刘民等人通过针-板模型测量不同极间距下正负电晕放电参数 ；樊高辉等人利用人工神经网络求解了电晕电流的通用数学模型 ；曹鹤飞等人通过电磁场辐射诱发真空电晕放电模拟实验系统研究了电磁场作用下的电晕放电实验，得到了电磁场辐射诱发电晕放电的阈值电压变化规律 。国外的standler ^[14]和clcuzy等采用一维时变模式的理论方法，通过模拟地面树木等地面自然接地物体尖端的电晕放电过程来研究自然尖端电晕放电对地面附近电场的影响；f.d’alessandro通过实验室试验对两种不同类型的尖端（高度可改变）进行电晕放电试验，得到电晕环境电场触发阈值与尖端高度的函数式。以上学者在大量研究中得出了电晕电流的相关性质、参数以及可采取的计算机模拟方式，但是以上学者对不同形状金属尖端电晕电流触发阈值的研究较少。

2. 研究的基本内容

（一）基本内容

选题的研究思路和基本框架主要包括 个部分，第一部分介绍电晕的基本产生方式以及影响，第二部分通过实验室实验得出相关需要数据，第三部分通过理论计算计算机模拟得出电晕触发电场阈值，第四部分通过分析实验室实验和计算机模拟所得出的数据来分析电晕触发阈值大小关系。

（二）研究难点

3. 实施方案、进度安排及预期效果

（一）实施方案

实验采用一块半径为1.5m1.5m10cm金属云盘（边缘为弧形，有效的减小边缘效应），和一块尺寸为1.5m1.5m2mm的金属铁制平板，在上板施加一个负直流高压，下板接地。实验所采用的高压设备是武汉大学恒安防雷接地技术中线研制的冲击控制系统（icgs），最高冲击电压可达到-60kv。在实验中两板距离为90cm。尖端安置在下板正中间，其中尖端与下板之间绝缘。用于测量电晕电流的装置由一个1mΩ电阻构成反向运算放大电路。尖端放电电流通过1mΩ电阻后，将电流信号转化为电压信号，使用示波器采集电阻上的电压，通过反算得到电晕电流。

（二）进度安排

4. 参考文献

[1]bazelyane m, raizer y p, aleksandrov n l. corona initiated from grounded objects underthunderstorm conditions and its influence on lightning attachment[j]. plasmasources science technology, 2008, 17(2):024015.

[2] bazelyan e m, raizer y p,aleksandrov n l. non-stationary corona around multi-point system in atmosphericelectric field: ii. altitude and time variation of electric field[j]. journalof atmospheric and solar-terrestrial physics, 2014, 109(3):91-101.