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正极性先导起始与发展过程中的等离子体特征

先导放电通道由等离子体构成。先导的注入电荷及先导头部温度一直是被认为是正极性先导起始阶段所研究的关键物理参数。本文旨在通过将实测电流与仿真相结合的手段，研究注入电荷及头部温度与先导起始之间的规律关系。为了基于更大量试验数据进行仿真分析，本研究基于简化的0维等离子体模型进行先导通道仿真，获取了放电通道电场、温度、等离子体密度及由此产生的非线性电阻的演化特性。该模型具有更高的计算效率，并已被验证可以复现流注-先导的转化过程。基于10 m间隙下的实测电流数据作为模型输入发现，不同电压上升率下的电晕电流波形呈现较大差异，先导起始温度随电压上升率的下降呈现明显的下降趋势。此外，10 m空气间隙下，先导起始所需要的临界电荷可低至0.66 μC。先导发展过程中的通道温度相对稳定，维持在4000 K左右，电子的产生主要源于热电离，放电通道电导率在1-10 S/m范围内波动。