气体放电光辐射的光谱分析

开关柜内设备大都处在空气中，在设备沿面空气发生电离放电时，根据电场强度(或电压差)的不同，会产生电晕、火花放电或弧光放电等。放电过程中，空气中的电子将通过不同形式释放出能量，其中包括光辐射。以棒一板电极为例，在电压还较低时，棒极处的场强可能已超过临界值，棒端附近即发生自持放电，离棒端稍远处，由于场强大为减小，故电离放电只能局限在棒极附近的空间，而不能扩展开去。该区内所形成的离子在复合时或被激发的气体分子在回到常态时将辐射出光子，其中除了可见光外大部分为紫外光，此时表现为电晕放电。外加电压升高时，若电极间距较小，则间隙可能被直接击穿而形成火花放电，若间距比较大，则在击穿前还存在一个过渡阶段，即刷形放电。刷形放电时，表现为从棒极散发出毛刷样式的密集细光束，若电压再升高时，则毛刷中的个别光束突发地前伸到达板极，间隙被击穿形成明亮火花，刷形放电转变成火花放电。当电源功率足够时，火花击穿迅即转变成电弧。可见火花放电和电弧放电是电晕放电恶化后更严重的放电，光辐射的性质相同，紫外辐射同样是增强的，两者的发展方向是一致的。图2.1是典型的电力设备电晕放电光谱，光谱大部分处于400nm以下的紫外区域，故可选择处于紫外区域作为检测放电的突破点。