先導放電

先導放電是極不均勻電場下長氣體間隙中的一種放電形式，是連接流注放電與主放電的中間環節。當空氣間隙距離較長（如棒-板間隙距離大於1m），流注放電形成的通道不足以貫穿整個間隙。當流注通道發展到足夠長度時，較多電子循通道流向電極，通過根部的電子數量大量增加，導致流注根部温度升高，產生了熱電離過程，則稱該熱電離通道為先導通道。

在棒-板氣隙中，根據棒極電性，分為正先導與負先導。

在棒-棒氣隙中，根據先導發展方向，分為上行先導與下行先導。

先導通道中的電荷濃度可以達到

個離子/

，電流可以達到數百安培 ^[1]  。

先導放電必定產生於長氣體間隙，並且伴隨熱電離。熱電離產生的光子使得先導通路發光，產生的熱量和劇烈的發展過程使得空氣產生爆破聲，但先導過程的現象一般非常短暫，間隙電場足夠大後，先導放電變發展為更加劇烈的主放電。

正先導放電多發展於正棒-負板結構的氣體間隙。正流注中的電子被陽極吸引，，當電子濃度足夠高時，電流足夠大，流注通道中即開始熱電離，熱電離引起通道中帶電質點濃度進一步增大，引起電導和電流的持續增大，流注通道演化成具有高電導的等離子通道——先導。

在先導的頭部，由於熱電離產生的電子崩繼續發展，產生新的流注，使得先導不斷向前推進。

負先導發展過程與正先導類似，但是由於棒極電性為負，電子流動的方向是從電極到流注頭部，當新的流注開始發展，電子繼續進入間隙深處，在沒有發生電離的區域建立負極性空間電荷，這給先導的推進帶來困難，因此，負先導間隙的擊穿需要更高的電壓。

上行先導與下行先導一般同時發生，多見於雷雲對地放電。下行先導指從雷雲開始發展，向下方延伸的先導通道；上行先導指從地面（多見於突出地面的尖端，如建築物、樹木）開始發展，向上方延伸的先導通道。一般下行先導先開始發展，雷雲多為負極性雲，該過程與負先導相同。當餘下間隙的電場足夠大，上行先導開始發展，負先導在氣隙中堆積的電子大量流向正極，加劇上行先導的發展，最終上行先導與下行先導通道距離足夠小，則發生完全擊穿，產生主放電。

當先導推進至間隙深處，由於間隙電場急劇增大，其端部會出現許多流注，這些流注往不同方向發展，任何一個都可以成為先導繼續發展的方向，而其中通道電離越強的流注越可能成為先導發展方向，但是具有偶然性，服從一定概率分佈。對先導發展過程中路徑概率的研究是先導放電主要的研究工作。

20 世紀 70 年代開始， 以雷納迪實驗室為首的研究人員，在實驗室裏對正極性棒–板、線–板以及棒–棒等間隙的放電機理作了深入的研究，為建立新的計算模型提供了一定試驗基礎。通過大量試驗結果，提出了一些經驗的、半定量的先導起始判據，其中包括臨界電暈半徑法、Rizk 先導起始判據與 Petrov 的臨界場強判據等。

在此基礎上，Dellera L 和 Garbagnati E 於 1989 年首先提出了先導發展模型（LPM） ^[1]  。