大气压下影响介质阻挡放电的因素分析

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1、万方数据大气压下影响介质阻挡放电的因素分析刘璐，孙岩洲，张峰(河南理-r．大学电气工程与自动化学院，河南焦作454000)摘要：为了在实际中优化反应器设计，提高放电效率，对影响介质阻挡放电的因素加以研究。通过实验室建立的放电装置研究了介质材料厚度和#bjJn电压对放电特性的影响以及外加电压和放电气隙对介质等效电容的影响。研究表明：选择介电常数较大、较薄的介质及提高外加电压可以获得较大功率的放电，同时，随外加电压的增加，气隙距离的减小介质等效电容是增大的。关键词：介质阻挡放电；影响因素；功率中图分类号：TM206；TM83文献标志码：A文

2、章编号：1009—9239(2008)05—0052—04AnalysisofPartialInfluencingFactorsonDielectricBarrierDischargeatAtmosphericPressureLIULu，SUNYan．zhou，ZHANGFeng(SchoolofElectricalEngineering&Automation，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000,Cl}Iins)Abstract：Thelaboratorystudyonthefactorst

3、hatinfluenceDBDhasmadeitpossibletooptimizethedesignofdischargereactorsinpracticaluseandtoimprovetheefficiencyofelectricdischarge．Withthedischargesetupusedinpresentpaper，theinfluencefactors，e．g．thedielectricmaterial，thick-nessandvoltage．Theresultshowsthattheintensityofdis

4、chargeriseswiththeincreaseofdielectricconstant，voltageanddropswiththeincreaseofbarrierthickness．Theequivalentcapacitanceofmediumriseswiththeincreaseofvoltageandreducingtheairgap．Keywrods：dielectricbarrierdischarge；influencefactors；power1前言介质阻挡放电(DBD)属于高气压下的非热平衡放电，又称无声放电。

5、这种放电形式能够在常压下产生具有高能量的非平衡等离子体。因此具有广泛的应用前景。目前已在臭氧合成、平面显示、环境保护、医疗灭菌、材料表面改性等领域获得了广泛应用”，】o如何选择适当的放电条件，提高放电效率，是当今工业生产所关心的问题。影响DBD的因素有很多，如阻挡介质材料的性质，放电间隙大小，电源电压和频率。电极形式，放电气体种类等等。本文研究介质阻挡材料的性质，厚度，电源电压对DBD的影响以及外加电压和放电气隙对介质等效电容的影响。收稿日期：2008—06—23作者简介：刘璐(1982一)。男。河南焦作市人。硕士研究生．研究方向为高电

6、压技术(电子信箱)liuluban@163．corn；孙岩洲(1972一)，男．河南洛阳人。西安交通大学博士，副教授。硕士生导师。研究方向为高电压技术(电子信箱)sunyz@hpu．edu．cn；张峰(1983一)。男。河南商丘人．硕士研究生，研究方向为气体放电。(电子信箱)zhan9666feng@163．C0102介质阻挡放电装置及工作原理2．1装置结构图1为介质阻挡放电装置的几种典型结构。电极和放电间隙可以是平板型，也可以是同轴圆柱型。介质阻挡层可以是单层或双层，也可以覆盖在电极上或悬挂在放电空间。2．2工作原理介质阻挡放电属于高

7、气压下的非热平衡放电，这种放电的击穿和其它放电的相似之处在于外电场作用下的电子从电场中获得能量，通过电子与周围原子分子的碰撞，电子把自身能量转移给它们，使其激发电离，产生电子雪崩。当气体间隙上的外电场电压超过气体的击穿电压时，在气体间隙中就会发生放电，产生的电子和正离子在外加电场的作用下分别向阳极和阴极移动，由于电子的质量与正离子相比要小很多，且气体间隙一般为mm量级，因此可以认为正离子在放电空间是不动的。电子在运动中不断与气体分子发生碰撞。产生了大量新的电子，当这些电子到达阳极时。就会在介质表面集聚下来，集聚在介质表面万方数据高压电源

8、fal单屡介质(b)悬空介质(c)双层介质(d)同轴介质图1介质阻挡放电典型电极结构的电子与在放电空间的正电荷共同产生了一个与外加电场方向相反的附加电场，随着介质上集聚电荷的增加，附加电场的作用也在增强，气