基于气体绝缘的阻挡放电机理研究

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1、中图分类号：TM855论文编号：102870318-SX113学科分类号：080800硕士学位论文基于气体绝缘的阻挡放电机理研究研究生姓名董熙学科、专业电气工程研究方向高电压与绝缘技术指导教师吴淑群副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonMechanismofGas-confinedBarrierDischargeAThesisinElectri

2、calEngineeringbyDongXiAdvisedbyAssociateProf.WuShuqunSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以

3、有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要气体介质阻挡放电（GBD）从结构上来说是用气体介质代替传统固体介质的阻挡放电（DBD）。本文在现有GBD的研究成果之上，设计了同轴供气的气体结构。其中氦气为工作气体，氩气或者空气为绝缘气体，在板-板以及环电极结构下进行放电实验，并研究了GBD的电气特性、光学特性和流场特性。搭建了交流电源激励的板-板GBD实验平台，研究了气体流量、电极

4、距离、气流位置、介质种类以及外加电压对GBD电气特性影响，并与传统DBD进行对比分析。首次观测到GBD均匀放电模式，发现绝缘气体层为空气和氮气时存在均匀放电模式，氩气时存在分层均匀辉光放电模式，而氧气中没有出现均匀放电模式。此外，采用了高速相机（ICCD）对等离子体的发展动态过程进行拍摄，发现等离子体运动过程与均匀DBD相似。针对环电极结构GBD，发现了氦气/空气GBD产生均匀等离子体射流，研究了电极内径、外加电压和电极距离等对放电传输电荷和放电功率影响。采用ICCD获得了等离子体子弹快速传播过程，发现等离子体子弹的速度在穿过环电极时达到最大值。利用高速纹影系

5、统发现放电扩大湍流区域，湍流锋面周期性自下而上发展。关键词：GBD，DBD，电极结构，均匀放电，丝状放电，彭宁电离，流场特性i基于气体绝缘的阻挡放电机理研究ABSTRACTIntermsofstructure，GBDischaracterizedbyaninsulatinggaseouslayerinsteadofsoliddielectric.OnthebasisofthepreviousresultsofGBDresearches,wedesignatubularglassdevicewithacoaxialjetconfiguration.Itallow

6、sheliumgastoactasworkinggaswhileArorAirservesassurroundinggas.Theexperimentsarecarriedoutundertheplateorringelectrodesandtheresearchisconductedontheelectrical,opticalandflowfieldcharacteristicsofGBD.Theexperimentsetupwhichusesplateelectrodesandthecorrespondingdiagnosticsystemarebuil

7、tforGBDdrivenbyanACpowersupply.Wediscussdifferentparameterswhichaffectelectricalcharacteristicsanddischargemodeincludinggasflowrate,electrodedistance,flowlocation,dilectrictypeandexternalvoltageandcomparewithtraditionalDBD.ItisthefirsttimethatGBDoperatinginthediffusemodehasbeendemon

8、strated.Whenusingai