大氣壓低溫等離子體富含高活性粒子,在生物醫(yī)學(xué)、薄膜沉積、環(huán)境治理等領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。為此,針對(duì)不同頻率正弦交流電壓下大氣壓氦氣平行平板型介質(zhì)阻擋放電（DBD）,開(kāi)展其放電行為和基本特性的研究,包括放電電流峰值、放電功率、氣隙的首次和穩(wěn)態(tài)擊穿電壓、發(fā)射光譜及其微秒放電圖像。研究發(fā)現(xiàn):隨著頻率的增加,更易獲得穩(wěn)定均勻的He DBD,同時(shí),穩(wěn)態(tài)擊穿電壓略有下降,首次擊穿電壓則有所提升;當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率高于一定值時(shí),DBD出現(xiàn)了正負(fù)放電不對(duì)稱和倍周期等非線性行為。進(jìn)一步對(duì)微秒曝光圖像和發(fā)射光譜的研究表明:在10⁹0 kHz范圍內(nèi),He DBD均為大氣壓輝光放電;與激發(fā)態(tài)N₂和N₂⁺相比,激發(fā)態(tài)OH譜線強(qiáng)度隨著頻率具有明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。 

【文章來(lái)源】：高電壓技術(shù). 2017年06期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)布置示意圖

姚聰偉，常正實(shí)，王世強(qiáng)，等：不同電源頻率下大氣壓平板型介質(zhì)阻擋放電特性的實(shí)驗(yàn)研究1839圖2首次擊穿時(shí)外施電壓和回路電流電流Fig.2Appliedvoltageandcircuitcurrentinfirstbreakdown最低維持電壓。圖4顯示了該3種電壓在20~90kHz范圍的變化情況。其中，穩(wěn)態(tài)擊穿電壓均是在外施電壓峰峰值Upp=2.30kV的情況下得到的。可知在20~90kHz范圍內(nèi)，最低維持電壓隨著電源頻率變化改變不大，均在0.68~0.76kV內(nèi)浮動(dòng)。由于在電源頻率為50kHz，且外施電壓較低時(shí)，DBD會(huì)出現(xiàn)較多的非線性現(xiàn)象，外施電壓穩(wěn)定性變差，無(wú)法獲得較為準(zhǔn)確的最低維持電壓。因此，僅根據(jù)前后數(shù)據(jù)規(guī)律給出一個(gè)可能值。首次擊穿電壓隨著頻率的增加，從0.90kV升高至1.05kV左右，但變化幅度不是很大。穩(wěn)態(tài)擊穿電壓隨著頻率的升高而略有下降，從1.12kV下降至1.01kV左右。穩(wěn)態(tài)擊穿電壓下降的主要原因是電源頻率提高后，兩次放電脈沖間隔變短，前次放電殘留在氣隙中的高能和帶電粒子密度增大，使氣隙中二次電子的產(chǎn)生效率提高，從而降低了穩(wěn)態(tài)擊穿電壓。從圖4中還可知，外施電壓Upp=2.3kV時(shí)的穩(wěn)態(tài)擊穿電壓均高于首次擊穿電壓。這是因?yàn)樵陬l率不變時(shí)，穩(wěn)態(tài)擊穿電壓會(huì)隨著外施電壓升高而增加。而當(dāng)外施電壓略高于首次擊穿的外施電壓時(shí)，穩(wěn)態(tài)擊穿電壓則小于首次擊穿電壓。2.1.2電流脈沖峰值與放電功率圖5是10~90kHz范圍內(nèi)，正極性回路電流脈沖峰值Ip隨著外施電壓頻率變化的規(guī)律，且電流脈沖峰值與放電功率均是在類似于圖3所示的單脈沖穩(wěn)態(tài)放電情況下得到的�？芍陬l率<35kHz時(shí)，Ip隨著外施電壓增加，呈現(xiàn)出線性增加的趨勢(shì)；但是當(dāng)頻率>40kHz后，在外施電壓較低的部分，Ip隨著外施電壓的增長(zhǎng)速率明顯高于外施電壓較高的部分。電壓較低時(shí)，放電沒(méi)有布滿?

夠崴孀磐饈┑繆股?叨?黽�。�?蓖?施電壓略高于首次擊穿的外施電壓時(shí)，穩(wěn)態(tài)擊穿電壓則小于首次擊穿電壓。2.1.2電流脈沖峰值與放電功率圖5是10~90kHz范圍內(nèi)，正極性回路電流脈沖峰值Ip隨著外施電壓頻率變化的規(guī)律，且電流脈沖峰值與放電功率均是在類似于圖3所示的單脈沖穩(wěn)態(tài)放電情況下得到的�？芍陬l率<35kHz時(shí)，Ip隨著外施電壓增加，呈現(xiàn)出線性增加的趨勢(shì)；但是當(dāng)頻率>40kHz后，在外施電壓較低的部分，Ip隨著外施電壓的增長(zhǎng)速率明顯高于外施電壓較高的部分。電壓較低時(shí)，放電沒(méi)有布滿整個(gè)電極截面；圖3f=50kHz,Upp=2.1kV的穩(wěn)態(tài)放電電氣參數(shù)波形Fig.3Electricalparametersinstabledischargewithf=50kHz,Upp=2.1kV圖43類氣隙電壓隨電源頻率變化規(guī)律Fig.4Threegapvoltagechangedwithpowerfrequency圖5不同頻率下正極性回路電流脈沖峰值Fig.5Positivecurrentpulsepeakwithvariedfrequency當(dāng)電壓較高時(shí)，放電布滿整個(gè)截面，放電達(dá)到較飽和狀態(tài)，因此電流上升速率變慢�？傮w而言，在外施電壓較高(如Upp>1.90kV)時(shí)，Ip隨著外施電壓頻率增加而增大。但在20~35kHz之間，Ip則較為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]表面粗糙度對(duì)表面介質(zhì)阻擋放電特性的影響研究[J]. 楊國(guó)清,張青,鐘思,孫瑞峰,王德意.  高壓電器. 2016(08)
[2]氬氣氣流增強(qiáng)沿面介質(zhì)阻擋放電等離子體特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 郝玲艷,李清泉,司雯,李斯盟,秦冰陽(yáng),王曉龍.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[3]低溫等離子體處理柴油機(jī)尾氣的研究進(jìn)展[J]. 陳思樂(lè),許桂敏,穆海寶,張冠軍.  高壓電器. 2016(04)
[4]空氣沿面介質(zhì)阻擋放電中活性粒子成分及其影響因素[J]. 劉定新,李嘉豐,馬致臻,楊愛(ài)軍,王小華.  高電壓技術(shù). 2016(02)
[5]沿面介質(zhì)阻擋放電的低壓電極配置方法[J]. 李杰,王昭博,姜楠,商克峰,魯娜,吳彥.  高電壓技術(shù). 2015(09)
[6]納秒脈沖激勵(lì)下大氣壓空氣彌散放電電流特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 胡文,李黎,劉云龍,劉倫,葛亞峰,林福昌.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(16)
[7]空氣中微秒脈沖沿面放電對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂表面特性影響研究[J]. 劉熊,林海丹,梁義明,章程,謝慶,邵濤.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(13)
[8]具有負(fù)載普適性的高壓雙極性方波脈沖源研制[J]. 熊蘭,馬龍,胡國(guó)輝,謝子杰,張德卿,楊子康,何為.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(12)
[9]介質(zhì)阻擋放電旋轉(zhuǎn)同心圓環(huán)斑圖的研究[J]. 董麗芳,楊京,朱平,馮建宇.  高電壓技術(shù). 2015(02)
[10]熱刺激電流測(cè)量裝置及其用于介質(zhì)阻擋均勻放電的研究[J]. 王新新,劉凱,羅海云,岳陽(yáng).  高電壓技術(shù). 2015(01)



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