“介质阻挡放电”功率测量

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1、主要有三种：功率表法，电压电流积分法和李萨如图形法1）功率表法：一般接在升压变压器的低电压侧，测量结果包括了变压器的损耗，而且灵敏度不够，不能反应电流的脉冲特征。虽然又很多缺点，但实现简单，因此仍是目前臭氧发生器领域功率测试的国家标准方法。2）电压电流积分法：这种方法似乎没有什么问题，但是因为丝状放电中有大量的电流窄脉冲，测量准确度受到影响。同时，该方法测量结果包括了介质电容和气隙电容上的无功功率，很难从测量结果中剔除。3）李萨如图形法：这种方法上世纪70年代才有人采用，因为引入了测量电容将电流脉冲

2、平滑化，所以一般说来准确度要高一些，同时测量结果中不包括介质电容的影响。虽然如此，该方法也很有局限，（最大的局限就是一般只能应用到交流电压下的介质阻挡放电）介质阻挡放电就是交流电。对于准确测量介质阻挡放电的功率，尤其是有功功率，目前尚无比较完美的方法。辉光放电向丝状放电转化的原因一般情况下，介质阻挡辉光放电都是不能稳定的，经过一段时间后会转化为丝状放电。辉光放电是一种很均匀的放电形式，但是一些干扰因素会影响局部区域的均匀性，从而触发辉光放电向丝状放电转化。这些干扰因素包括：气体发热、等离子化学反应、

3、电极表面效应、放电区域边缘处放电不均等。电子在介质表面扩展是导致向丝状放电转化的直接原因。假设某位置受到干扰导致放电不均，这必将引起该位置所对应的介质表面电荷沉积不均（假设沉积得多一些），于是，下半个周期该位置处就会提前放电。由于电子在介质表面的扩展，该位置周围气隙上的电压会随着该位置提前放电而迅速降低，这就抑制了该位置周围区域的放电，这种作用（促进该位置处的放电、抑制其周围的放电）是一种正反馈过程，最终转化为丝状放电。汤逊放电理论与流注放电理论简介（翻译自B.Elliason的综述文章）   间隙

4、击穿的机理有两种，一种是汤逊理论，另一种是流注理论。二者适用范围不同，一般nd较小时，气体击穿是汤逊放电；nd较大就是流注放电。   汤逊放电中，气体间隙击穿只能产生很少的空间电荷，雪崩和阴极二次电子发射形成反馈（二次电子发射主要由离子和紫外光子碰撞阴极引起），维持放电。阴极材料对放电过程影响很大，材料表面逸出功越小，二次电子发射就越容易。   大气压下的气体放电大多是流注放电。在流注放电情况下，第一次雪崩击穿过程中就会产生大量的空间电荷，这些空间电荷在传播路径上数量指数增长，它们形成的本征电场（自

5、感应电场）会在雪崩头部与外施电场叠加，从而加强了雪崩头部与阳极间的电场强度。流注放电的击穿机理有两种：1）正流注。由于很高的局部本征场作用，雪崩尾部的高能电子被加速，它们会快速离开（逸散电子）并引导放电通道向阳极发展。这些由逸散电子所产生的放电通道会导致流注以很快的速度传播，远远快于只考虑电子漂移速度的情况。一旦空间电荷到达阳极，由空间电荷形成的电场就会发生反转，进而形成高强度的电场波向阴极传播，电离路径上的原子和分子，仿佛一个向阴极扩展的电子波。这样在空间电荷通过间隙后，一个导电通道就形成了。中等

6、间隙距离下容易导致这样的正流注放电。2）负流注。雪崩发展过程中，一些激发的原子和分子会发射出紫外的光子，这些光子会产生两方面作用：一是碰撞阴极表面产生二次电子发射，增强雪崩的强度，促进放电通道的形成；二是导致雪崩头部与电极之间原子和分子的电离。Garllimberti把电离产生的电子称为种子电子，这些种子电子会导致新的次雪崩，次雪崩与主雪崩的结合会加速放电向阴极的扩展。这一过程反复进行，间接导致了空间电荷向阴极传播，形成负流注。这一理论用于解释负极性电晕放电中的流注传播比较有效。微放电对臭氧发生器性

7、能的影响介质阻挡放电最初用途就是生成臭氧，这方面的工业化应用已经有100多年历史了，尽管如此，臭氧生成效率迄今仍然不够高。介质阻挡放电中一般都是微放电形式，所谓微放电，就是大量的细微快脉冲放电，其产生位置具有随机性，放电时间为10ns量级，整体看来是均匀而散漫的放电，类似辉光放电。微放电的特性对臭氧发生器性能影响最为直接，而目前国外相关研究人员也正在从微放电入手，研究如何提高臭氧发生器的性能。概括的讲，微放电对臭氧生成主要有三方面影响：1） 氧气的分解效率决定于放电间隙的约化电场强度和电子携带的能量

8、比率。电子携带的能量比例越高效率越高，因为重粒子携带的能量都损失掉了。2） 氧原子结合成臭氧的效率取决于于微放电通道中氧原子的浓度，氧原子浓度太高会促进O+O+M=O2+M和O+O3=2O2两个反应，从而降低O3生成效率。3） 臭氧的合成与分解是气隙温度的函数，而温度很大程度上取决于间隙中放电的平均能量密度。所以，为了从微放电入手提高臭氧生成效率，上面红色部分必需综合的加以考量。低温等离子体的应用现状（随意总结，不全）低温等离子体应用在材料处理、食品和医疗器械消毒、空