1. Paschen’s Law in Extreme Pressure and Temperature Conditions
- Author
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C. Jammes, Giacomo Galli, H. Hamrita, Philippe Dessante, Michael J. Kirkpatrick, Ph. Molinie, Emmanuel Odic, Laboratoire Capteurs et Architectures Electroniques (LCAE), Département Métrologie Instrumentation & Information (DM2I), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Département Etude des Réacteurs (DER), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris (GeePs), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Paris-Saclay (FRANCE), CentraleSupélec (FRANCE), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), and Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Nuclear and High Energy Physics ,chemistry.chemical_element ,Geometry ,Instrumentations et Détecteurs ,01 natural sciences ,Temperature measurement ,010305 fluids & plasmas ,high temperature ,[PHYS.PHYS.PHYS-PLASM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Plasma Physics [physics.plasm-ph] ,0103 physical sciences ,[PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,Argon ,Electrodes ,Astrophysics::Galaxy Astrophysics ,Physics ,[SPI.PLASMA]Engineering Sciences [physics]/Plasmas ,Physique des plasmas ,electrical discharge ,Function (mathematics) ,Plasma ,Paschen's law ,High temperature ,Condensed Matter Physics ,High pressure ,high pressure ,chemistry ,Partial discharges ,Plasmas ,Paschen’s law ,Discharges (electric) ,Electrode ,Electric discharge ,Plasma temperature ,interelectrode distance measurement ,Atomic physics ,Paschen law ,Voltage - Abstract
Paschen’s law gives the inception voltage for an electrical discharge as a function of the product of gas pressure and the gap distance between the two infinite planar electrodes. It is known that the deviations from Paschen’s law occur when the temperature is increased. Historically, two theoretical corrections, the Peek and Dumbar corrections, are proposed to predict the deviation from Paschen’s law by increasing the temperature. To carry out an experimental investigation on the deviation from Paschen’s law by increasing the temperature, a customized system was designed, which can operate at temperatures up to 400 °C and at pressure up to 1 MPa, calculated at room temperature, with an interelectrode distance between $100~\mu \text{m}$ and 6.6 mm and an error on the interelectrode distance measurement of $20~\mu \text{m}$ . In this paper, first, the results from the experimental investigation on the deviation from Paschen’s law at temperature up to 400 °C are presented. The results are then compared with theoretical corrections, and finally, a theory to explain the results is proposed and discussed.
- Published
- 2019
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