萊昂哈特,F.

[拼音]:bujunyun dianchang

[英文]:non-uniform electric field

電場區域內電場強度的大小和方向隨空間座標而變的電場。反之,電場強度的大小和方向與座標無關的電場被稱為均勻電場。

電場的不均勻程度用電場不均勻係數ƒ表徵:

式中U為極間電壓,d為極間最小距離,

為場域中的最大電場強度值。均勻電場的ƒ等於1,不均勻電場的ƒ總是大於1,即ƒ≥1。電場不均勻係數的倒數稱為絕緣利用係數η,η=1/ƒ,η≤1。

對於不均勻電場的計算,除了一些電極形狀比較簡單(例如同軸圓柱電極間的電場,同心圓球電極間的電場等)的情況可以用解析方法精確計算外,大部分情況下只能用近似的解析計算方法或電場數值計算方法計算,或用電場的實際測量或模擬測量技術測得。電場的數值計算方法有有限差分法、有限元法、模擬電荷法等。電場的模擬測量包括電解槽模擬和導電紙模擬測量。

不均勻電場中的電介質的性狀與電場的不均勻程度有關。根據其不均勻程度,不均勻電場可分為稍不均勻電場和極不均勻電場。若電場的不均勻程度不嚴重,當極間電壓達到足以使氣體介質發生自持放電時,氣體間隙就被擊穿(見氣體介質擊穿),這種電場稱為稍不均勻電場。若電場不均勻程度比較嚴重,當極間電壓達到足以使氣體介質發生自持放電時,氣體間隙並不被擊穿,只是電場強度較高處的氣體發生電暈放電;進一步提高電壓後,氣體間隙才被擊穿,這樣的電場稱為極不均勻電場。

也可以根據電場不均勻係數來區分不均勻電場。對於圓球形電極,當電場不均勻係數處於2~4時,極間電場為稍不均勻電場;當電場不均勻係數大於4時,極間電場為極不均勻電場。

電場的不均勻程度會影響電介質的絕緣強度。在其他條件相同的情況下,電場愈不均勻,電介質的絕緣強度愈低。

高壓電力裝置中經常遇到的是極不均勻電場,例如高壓架空輸電線路周圍的電場,高壓交流電機線棒出槽處的電場,電力變壓器引線附近的電場等。屬於稍不均勻電場的電場有高壓靜電電壓表(見靜電系電錶兩電極間的電場,閥型避雷器放電間隙中的電場等。