周蜜， 范雅蓓， 王建國(guó)， 盧泳茵， 蔡力， 樊亞?wèn)|

(武漢大學(xué) 電氣與自動(dòng)化學(xué)院，武漢 430072)

0 引 言

雷電流是雷電物理研究與雷電防護(hù)領(lǐng)域十分重要的基礎(chǔ)參數(shù)[1]。自然閃電發(fā)生具有時(shí)空隨機(jī)性和瞬時(shí)性的特點(diǎn)，直接測(cè)量自然閃電過(guò)程的放電電流較為困難，目前大多通過(guò)測(cè)量放電引起的地面電場(chǎng)變化對(duì)電流進(jìn)行反演和估計(jì)，這種反演往往僅限于閃電回?fù)綦娏鞑糠?，且獲得的是峰值電流。

人工觸發(fā)閃電以及在高塔上布置的自然閃電監(jiān)測(cè)可以直接測(cè)量雷電流，但通常為閃電通道底部的電流信號(hào)，在研究閃電通道電流沿通道的變化等方面存在局限。與雷電過(guò)程相關(guān)、且相對(duì)較容易實(shí)現(xiàn)的通道光學(xué)觀測(cè)研究進(jìn)展表明，閃電通道光強(qiáng)度與流過(guò)的雷電流密切相關(guān)，研究放電電流與通道發(fā)光強(qiáng)度之間的關(guān)系，有助于掌握雷電通道光學(xué)及電流時(shí)空分布特征，對(duì)建立閃電通道計(jì)算模型[2-4]、揭示雷電通道電磁場(chǎng)輻射特性等[5-7]具有重要意義。

目前利用自然閃電觀測(cè)[8-12]以及人工觸發(fā)閃電手段[13-19]開(kāi)展過(guò)雷電流與通道光強(qiáng)度關(guān)系研究，如采用幀率為500幀/秒量級(jí)的高速攝像系統(tǒng)，Diendorfer等[8]在奧地利Gaisberg塔上行閃電的初始電流階段發(fā)現(xiàn)電流和通道亮度線性相關(guān)；在巴西西南部及南部地區(qū)，Campos等[9-11]采用了幀率1000幀/秒的高速攝像機(jī)獲得光學(xué)信號(hào)，研究自然閃電中連續(xù)電流和M分量的波形特征；Flache等[12]則根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度大小推斷了閃電通道各分支電流大??；Qie等[13]還通過(guò)通道亮度數(shù)據(jù)估計(jì)回?fù)羟暗倪B續(xù)電流幅值。

高電壓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)可以產(chǎn)生不同波形特征的沖擊電流波形[20-28]。Flowers[23]同步測(cè)量了實(shí)驗(yàn)室火花放電通道中的放電電流與相應(yīng)通道發(fā)光強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)隨著放電電流增大，通道發(fā)射光信號(hào)隨之增大。Colvin等[24]在實(shí)驗(yàn)室中使用激光放電產(chǎn)生100 cm長(zhǎng)的弧狀等離子體通道觀察發(fā)光通道，發(fā)現(xiàn)初始階段光信號(hào)與電流之間存在關(guān)聯(lián)性。Gomes 和Cooray[25]使用光電倍增管測(cè)量實(shí)驗(yàn)室250 mm和500 mm的長(zhǎng)火花放電的通道亮度，發(fā)現(xiàn)光輻射與電流波形在上升階段十分相似，0.5～3.5 kA范圍內(nèi)的電流幅度和光強(qiáng)度峰值具備線性關(guān)系。Bendjamin等[26]在實(shí)驗(yàn)室對(duì)2 mm和4 mm長(zhǎng)度通道進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在最初階段光脈沖和電流波形的發(fā)展存在緊密聯(lián)系。Lu等[27]還發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)峰值隨放電通道光強(qiáng)探測(cè)系統(tǒng)機(jī)械狹縫寬度增加而線性增加，但光強(qiáng)波形特征基本不變。Mitchard等[28]在實(shí)驗(yàn)室一對(duì)半球形鎢電極之間產(chǎn)生沖擊電流，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室空氣間隙擊穿產(chǎn)生的雷電流電弧光譜與自然界閃電光譜非常類似，進(jìn)一步表明了實(shí)驗(yàn)室電弧放電在雷電電流與通道光強(qiáng)度關(guān)系研究方面的潛在應(yīng)用。

本文在高電壓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生具有慢上升前沿的衰減振蕩波形，同步測(cè)量石墨棒狀放電間隙通道電流與光強(qiáng)度波形，計(jì)算電流波形和光強(qiáng)波形的峰值、10%～90%上升時(shí)間和半峰寬度等特征參數(shù)，并進(jìn)一步分析這些參數(shù)在2種信號(hào)間的相關(guān)性。

1 試驗(yàn)布置與數(shù)據(jù)概況

在高電壓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生阻尼正弦振蕩電流波形，圖1為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，放電電流流經(jīng)石墨棒狀間隙，放電間隙距離為15.0 mm。為消除環(huán)境光的影響，實(shí)驗(yàn)在相對(duì)黑暗的房間進(jìn)行，放電間隙的背景為黑色遮光布包圍。

圖1 試驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Schematic diagram of experiment setup

采用輸出靈敏度為0.001 V/A的Pearson電流探頭測(cè)量放電通道電流，電流探頭帶寬1 Hz～1.2 MHz。利用一套放電通道光強(qiáng)度探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量石墨棒狀放電間隙的光強(qiáng)波形。通道光強(qiáng)度探測(cè)系統(tǒng)距離該放電間隙70 cm且其狹縫中心對(duì)準(zhǔn)于間隙中心。該光強(qiáng)度探測(cè)系統(tǒng)由光電二極管模塊、延長(zhǎng)套管和可調(diào)狹縫組成。光電二極管模塊是一種P-N結(jié)型的光檢測(cè)二極管，利用了載流子的雪崩倍增效應(yīng)放大光電信號(hào)以提高檢測(cè)的靈敏度。圖2為光電二極管模塊的光譜響應(yīng)曲線，光譜范圍為200～1 000 nm，包含可見(jiàn)光光譜，在600 nm處具有峰值響應(yīng)。為獲得高信噪比的光強(qiáng)波形，使用HBM ISOBE5500光纖隔離系統(tǒng)。采用MDO 3024數(shù)字存儲(chǔ)示波器同步記錄輸出的電流和光信號(hào)。更詳細(xì)的試驗(yàn)布置可參考文獻(xiàn)[27]。

圖2 光電二極管的光譜響應(yīng)曲線Fig.2. Spectral responsivity of photodiode module

本文所產(chǎn)生的沖擊電流為阻尼正弦振蕩電流波形，表1為電路配置和波形參數(shù)，在25～40 kV范圍內(nèi)改變沖擊電流發(fā)生器的充電電壓，產(chǎn)生不同幅度的沖擊電流波形。以電流波形首次脈沖的10%～90%上升時(shí)間和半峰寬度計(jì)算電流波形參數(shù)。例如，10.5/23.6 μs表示首次脈沖電流的10%～90%上升時(shí)間是10.5 μs，半峰寬度是23.6 μs。試驗(yàn)包括4組沖擊電流共67個(gè)對(duì)稱脈沖，含17個(gè)首次脈沖和50個(gè)在首次脈沖之后發(fā)生的后續(xù)脈沖，其峰值1.9～27.0 kA，10%～90%上升時(shí)間3.3～18.8 μs，半峰寬度7.8～47.8 μs，電流波形在上升和下降過(guò)程均呈現(xiàn)基于時(shí)間軸基本對(duì)稱的特征。

表1 不同電路的電流波形參數(shù)Table 1 Current waveform parameters for different circuits

圖3是4組同步測(cè)量的電流波形及對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)波形，4組波形示例給出了不同電路配置下的測(cè)量結(jié)果。如前所述，通過(guò)改變電容器組的充電電壓可以調(diào)節(jié)電流幅值，這種調(diào)整不會(huì)影響電流波形特征，與之對(duì)應(yīng)的通道光強(qiáng)度信號(hào)波形也僅發(fā)生幅值上的變化，波形特征同樣不變。由于光強(qiáng)波形的幅度無(wú)負(fù)極性數(shù)值，為更好地比較2種信號(hào)，將圖3左側(cè)電流波形原始值轉(zhuǎn)化為右側(cè)所示絕對(duì)值。沖擊電流波形和光強(qiáng)波形均具有多個(gè)基本對(duì)稱的脈沖。對(duì)2種信號(hào)的峰值、10%～90%上升時(shí)間、半峰寬度和電流轉(zhuǎn)移電荷量等參數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析。

圖3 沖擊電流與光強(qiáng)同步波形Fig.3 Synchronous waveforms of impulse current and luminosity

2 電流與光強(qiáng)度波形特征參數(shù)分析

2.1 峰值

圖4為17個(gè)首次脈沖的電流峰值和光強(qiáng)峰值擬合結(jié)果，包含了表1中4組電路配置下不同輸出電流幅值下的所有同步數(shù)據(jù)。首次脈沖的電流峰值與光強(qiáng)峰值呈線性關(guān)系，線性回歸的相關(guān)系數(shù)為0.93。圖5為4組波形各自的脈沖電流峰值與光強(qiáng)峰值散點(diǎn)分布特征及擬合回歸線，各組波形同時(shí)包含首次脈沖和后續(xù)脈沖，其脈沖電流峰值與光強(qiáng)峰值均線性相關(guān)。隨著電流10%～90%上升時(shí)間增大，對(duì)應(yīng)的回歸線斜率有減小的趨勢(shì)。

圖4 首次脈沖電流峰值與光強(qiáng)峰值Fig.4 Current peak versus luminosity peak for the primary pulses

圖5 單個(gè)波形電流峰值與光強(qiáng)峰值Fig.5 Current peak versus luminosity peak for the individual waveforms

圖6呈現(xiàn)了4組波形總體的脈沖電流峰值與光強(qiáng)峰值擬合結(jié)果，相關(guān)系數(shù)為0.98，二者之間仍然具有很好的線性關(guān)系。比較圖4和圖6，首次脈沖和后續(xù)脈沖的電流峰值和光強(qiáng)峰值擬合表達(dá)式斜率相等，二者之間關(guān)系遵循相同的規(guī)律。

圖6 所有脈沖電流峰值與光強(qiáng)峰值Fig.6 Current peak versus luminosity peak for all the data

2.2 10-90%上升時(shí)間

圖7為首次脈沖電流10%～90%上升時(shí)間與光強(qiáng)10%～90%上升時(shí)間的關(guān)系，二者線性相關(guān)且相關(guān)系數(shù)為0.95。擬合表達(dá)式為y=0.83x，其中y表示光強(qiáng)10%～90%上升時(shí)間，x表示電流10%～90%上升時(shí)間。對(duì)于首次脈沖，電流10%～90%上升時(shí)間比對(duì)應(yīng)光強(qiáng)10-90%上升時(shí)間長(zhǎng)17%。

圖7 首次脈沖電流10%～90%上升時(shí)間與光強(qiáng)10%～90%上升時(shí)間Fig.7 Current 10%～90% risetime versus luminosity 10%～90% risetime for the primary pulses

對(duì)所有脈沖電流10%～90%上升時(shí)間與光強(qiáng)10%～90%上升時(shí)間的散點(diǎn)進(jìn)行線性擬合，結(jié)果如圖8所示。線性回歸線的相關(guān)系數(shù)為0.71，光強(qiáng)10%～90%上升時(shí)間與電流10%～90%上升時(shí)間之間存在大致的線性關(guān)系。與首次脈沖的光強(qiáng)波形相比，后續(xù)脈沖的光強(qiáng)波形在上升部分能更好地跟隨電流波形。整體上，脈沖的光強(qiáng)10%～90%上升時(shí)間與電流10%～90%上升時(shí)間相對(duì)接近。

圖8 所有脈沖電流10%～90%上升時(shí)間與光強(qiáng)10%～90%上升時(shí)間Fig.8 Current 10%～90% risetime versus luminosity 10%～90% risetime for all the data

2.3 半峰寬度

圖9為首次脈沖電流半峰寬度與光強(qiáng)半峰寬度的擬合結(jié)果，二者也呈線性關(guān)系。由于回歸線斜率為1.17，首次脈沖的光強(qiáng)半峰寬度比電流半峰寬度長(zhǎng)17%左右。

圖9 首次脈沖電流半峰寬度與光強(qiáng)半峰寬度Fig.9 Current half-peak width versus luminosity half-peak width for the primary pulses

所有脈沖電流半峰寬度與光強(qiáng)半峰寬度的擬合結(jié)果如圖10所示，相關(guān)系數(shù)為0.92，對(duì)于不同波形，電流半峰寬度與光強(qiáng)半峰寬度具有很好的線性相關(guān)性。線性擬合表達(dá)式y(tǒng)=0.94x表明光強(qiáng)半峰寬度比相應(yīng)電流半峰寬度短6%左右。對(duì)比圖7～圖10的斜率，在上升階段和下降階段，相比首次脈沖，后續(xù)脈沖的光強(qiáng)波形與電流波形之間具有更好的跟隨性。

圖10 所有脈沖電流半峰寬度與光強(qiáng)半峰寬度Fig.10 Current half-peak width versus luminosity half-peak width for all the data

2.4 轉(zhuǎn)移電荷量

本文計(jì)算的電流轉(zhuǎn)移電荷量q是電流波形絕對(duì)值相對(duì)于時(shí)間的積分，表達(dá)式為

(1)

物理量上，電流轉(zhuǎn)移電荷量與光輻射強(qiáng)度對(duì)時(shí)間積分相對(duì)應(yīng)。圖11為電流轉(zhuǎn)移電荷量隨光強(qiáng)對(duì)時(shí)間積分變化的散點(diǎn)圖。圖11結(jié)果表明，電流轉(zhuǎn)移電荷量與光強(qiáng)—時(shí)間積分呈現(xiàn)較強(qiáng)的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.99。

圖11 電流轉(zhuǎn)移電荷量隨光強(qiáng)-時(shí)間積分變化Fig.11 Current charge transfer versus luminosity-time integration

3 討 論

本文在高電壓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)產(chǎn)生了具有慢上升前沿的阻尼正弦振蕩沖擊電流波形，同步測(cè)量了沖擊電流和放電通道光強(qiáng)波形。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的慢前沿沖擊電流波形，電流峰值與對(duì)應(yīng)光強(qiáng)峰值之間有較強(qiáng)的線性相關(guān)性，二者的10%～90%上升時(shí)間與半峰寬度之間也存在線性關(guān)系。Zhou等[18]發(fā)現(xiàn)，人工觸發(fā)閃電M分量電流與光強(qiáng)之間大致線性相關(guān)。Carvalho等[15]也報(bào)道了在人工觸發(fā)閃電的回?fù)艉蚆分量中，電流10%～90%上升時(shí)間與光強(qiáng)10%～90%上升時(shí)間近似呈線性關(guān)系。就電流與對(duì)應(yīng)通道光強(qiáng)度關(guān)系而言，本文結(jié)果與在人工觸發(fā)閃電M分量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的兩者關(guān)系結(jié)果十分相似。

在閃電連續(xù)電流和疊加M分量階段通常會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較大的電荷轉(zhuǎn)移，與之相關(guān)的熱效應(yīng)是產(chǎn)生重大雷電損害的原因，如造成被雷擊金屬結(jié)構(gòu)的過(guò)熱損傷、架空輸電線路的損壞以及森林火災(zāi)等[29]。Miki等[30]曾通過(guò)高速攝像拍攝得到的光學(xué)照片推算雷電流持續(xù)時(shí)間，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的連續(xù)電流平均電流值200 A估算了自然閃電中長(zhǎng)連續(xù)電流(持續(xù)時(shí)間大于40 ms的連續(xù)電流)的轉(zhuǎn)移電荷量。Miki等[30]的這種估算只包含了電流持續(xù)時(shí)間因素，忽略了波形變化。本文圖11中關(guān)于電流轉(zhuǎn)移電荷量隨光強(qiáng)對(duì)時(shí)間積分變化間的相關(guān)性聯(lián)系，既包含了時(shí)間因素，也包含了波形特征，2種參數(shù)間具有的強(qiáng)線性關(guān)系表明光學(xué)手段預(yù)測(cè)閃電轉(zhuǎn)移電荷量的可行性。

如圖3所示，當(dāng)電流處于零點(diǎn)時(shí)，放電通道仍能觀測(cè)到光信號(hào)，即零電流對(duì)應(yīng)非零光強(qiáng)度。Liyanage等[31]測(cè)量了靜電放電電流波形和光強(qiáng)波形，發(fā)現(xiàn)波長(zhǎng)分別為559、778和821 nm的光強(qiáng)波形比對(duì)應(yīng)的電流波形具有更廣的信號(hào)范圍。Visacro等[32]觀察自然閃電放電電流和光強(qiáng)波形，也發(fā)現(xiàn)當(dāng)電流減小到零時(shí)，閃電通道的光強(qiáng)度大于零。Walker等[33]觀測(cè)閃電電流與同步高速光譜，發(fā)現(xiàn)在放電過(guò)程的冷卻階段中含有持續(xù)發(fā)光時(shí)間較長(zhǎng)的中性氧、氮和氫原子，這些持續(xù)發(fā)光時(shí)間較長(zhǎng)的中性原子，可能導(dǎo)致放電通道在電流為零時(shí)仍發(fā)光。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因與放電通道電流對(duì)通道的加熱效應(yīng)有關(guān)。圖3中電流即使瞬間過(guò)零，但通道溫度未隨電流過(guò)零而迅速冷卻，以致在電流過(guò)零時(shí)刻通道依然發(fā)光，過(guò)零后電流幅值又開(kāi)始增加，電流對(duì)通道的加熱效應(yīng)導(dǎo)致放電通道溫度繼續(xù)升高，因此通道光強(qiáng)度在未過(guò)零的情況下繼續(xù)增大。

在圖3所示的一次完整電流波形中，后續(xù)脈沖的光強(qiáng)波形明顯滯后于對(duì)應(yīng)的電流波形。為更清楚地展示這一現(xiàn)象，圖3(h)中詳細(xì)定義了光強(qiáng)與電流間的時(shí)延(Δt)。在閃電放電過(guò)程中，高溫閃電通道中氣體短時(shí)間內(nèi)被加熱到等離子態(tài)，熱輻射產(chǎn)生的光譜是連續(xù)譜，含波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見(jiàn)光。同時(shí)，閃電電流使放電通道內(nèi)的溫度增加，氣體分子或原子由于熱激勵(lì)從較低能級(jí)被激發(fā)到高能級(jí)，產(chǎn)生光輻射信號(hào)。無(wú)論是閃電電流在雷電通道中熱輻射產(chǎn)生的可見(jiàn)光，還是雷電流使得氣體分子或原子被激發(fā)到高能級(jí)發(fā)生躍遷產(chǎn)生的輻射光，都可能造成光輻射信號(hào)滯后于電流信號(hào)的現(xiàn)象。

Liang等[34]使用氣體動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算閃電回?fù)綦娏髋c對(duì)應(yīng)光輻射信號(hào)之間延時(shí)，上升時(shí)間為1 μs的回?fù)綦娏?，輻射光信?hào)延遲電流信號(hào)2 μs左右。Carvalho等[15]在人工觸發(fā)閃電實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中證實(shí)了閃電回?fù)綦A段這種時(shí)延的存在，閃電回?fù)艄廨椛鋸?qiáng)度滯后于電流波形的延時(shí)時(shí)間為數(shù)十到數(shù)百ns級(jí)，并大致隨電流上升時(shí)間的增加而增加。Zhou等[18]發(fā)現(xiàn)在人工觸發(fā)閃電初始連續(xù)電流脈沖和M分量中，也存在幾十μs到幾百μs的時(shí)延，這種時(shí)延隨電流峰值的增大而減小。與電流波形參數(shù)密切相關(guān)的延時(shí)時(shí)間，將進(jìn)一步影響回?fù)綦娏靼l(fā)展速度的實(shí)際變化規(guī)律[35]。圖12(a)和圖12(b)分別為本實(shí)驗(yàn)中后續(xù)脈沖的時(shí)延隨電流10%～90%上升時(shí)間和電流峰值變化的關(guān)系圖，該時(shí)延隨電流10%～90%上升時(shí)間增加而增大，與電流峰值之間無(wú)明顯相關(guān)性。

圖12 后續(xù)脈沖時(shí)延隨(a)電流10%～90%上升時(shí)間和(b)電流峰值變化Fig.12 Time delay versus (a) current 10%～90% risetime and (b) current peak

圖3首次脈沖中未發(fā)現(xiàn)光輻射信號(hào)相對(duì)于電流的時(shí)滯現(xiàn)象，隨著電流脈沖上升沿時(shí)間的增大，甚至呈現(xiàn)電流稍滯后于光強(qiáng)的特征，這種現(xiàn)象與初始時(shí)段放電通道的膨脹有關(guān)。當(dāng)電流剛開(kāi)始流過(guò)放電通道時(shí)，載流通道被突然加熱，其壓強(qiáng)很大，通道將發(fā)生膨脹，但短期內(nèi)無(wú)法與周圍空氣達(dá)到壓力平衡，具體表現(xiàn)在上升階段通道光強(qiáng)波形不能很好地跟隨電流波形，以致首次脈沖的光強(qiáng)上升時(shí)間略小于對(duì)應(yīng)的電流上升時(shí)間，前者約為后者83%(見(jiàn)圖7)。這種光強(qiáng)波形上升時(shí)間短于對(duì)應(yīng)電流波形上升時(shí)間的現(xiàn)象在快前沿波形中更加顯著[36]。因此，隨著電流脈沖上升沿時(shí)間的增大，光信號(hào)與電流信號(hào)上升時(shí)間的絕對(duì)值差異也會(huì)逐漸增加，即使光強(qiáng)度相對(duì)電流存在滯后，也會(huì)被2種波形的上升時(shí)間上的差異所掩蓋，造成首次脈沖中電流峰值遲滯于光強(qiáng)峰值的現(xiàn)象。隨著時(shí)間的增加，放電通道逐漸與周圍空氣達(dá)到壓力平衡，后續(xù)脈沖中光強(qiáng)波形能更好地跟隨電流波形，其上升時(shí)間逐漸接近于對(duì)應(yīng)電流波形的上升時(shí)間(見(jiàn)圖8)，此時(shí)光強(qiáng)相對(duì)電流的遲滯效應(yīng)開(kāi)始顯現(xiàn)。

4 結(jié) 論

在高電壓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用沖擊電流發(fā)生器對(duì)15 mm石墨棒狀放電間隙放電，產(chǎn)生了具有慢上升前沿的衰減振蕩沖擊電流波形，峰值1.9～27.0 kA，10%～90%上升時(shí)間3.3～18.8 μs，半峰寬度7.8～47.8 μs，進(jìn)行了4組電流共67個(gè)脈沖，含17個(gè)首次脈沖及50個(gè)后續(xù)脈沖與通道光強(qiáng)度同步測(cè)量實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展了沖擊電流與通道光強(qiáng)度特征參數(shù)關(guān)系研究。主要結(jié)論如下：

1)首次脈沖和后續(xù)脈沖的電流峰值與光強(qiáng)峰值均具有較強(qiáng)的線性關(guān)系。光強(qiáng)10%～90%上升時(shí)間與電流10%～90%上升時(shí)間大致線性相關(guān)，在電流半峰寬度與光強(qiáng)半峰寬度之間也存在線性關(guān)系。電流轉(zhuǎn)移電荷量與光強(qiáng)-時(shí)間積分呈現(xiàn)明顯的線性相關(guān)性；

2)相比首次脈沖，后續(xù)脈沖的光輻射強(qiáng)度波形在上升階段及下降階段均能更好地跟隨電流波形。在后續(xù)脈沖中，光強(qiáng)脈沖滯后于對(duì)應(yīng)電流脈沖。電流和光強(qiáng)同步波形的時(shí)延隨電流10%～90%上升時(shí)間增加而增大；

3)就電流與對(duì)應(yīng)通道光強(qiáng)度關(guān)系而言，高電壓實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的具有基本對(duì)稱脈沖特征的沖擊電流與人工觸發(fā)閃電M分量電流脈沖性質(zhì)相似。