新闻资讯

行业动态

当前位置: 首页 > 新闻中心 > 行业动态

介质阻挡放电的基本原理分析

2021-10-23 08:18:15

  介质阻挡放电是将绝缘介质插入放电空间来产生等离子体的一种常用方法。介质阻挡放电能够在很高气压下工作,同时对工作频率的要求也较低。实际应用中的工作气压为 10~10000Pa,供电电源频率可以从 50Hz 到 1MHz 变化,对供电电源频率的这种包容性的要求也使其发展*为迅速。介质阻挡放电反应器的电*结构设计形式也可以是多种多样的,具体的样式是根据实际的处理物体决定的。在两个放电电*之间充满特定的某种气体,并将其中一个或两个电*用绝缘介质覆盖,当两电*间施加的电压足够高时,两电*间的气体会被击穿而产生放电,这一过程即被称为介质阻挡放电。介质阻挡放电示意图如图所示。

image.png  

  在放电过程中,由于放电电流很大,可能会形成火花或者电弧电流,为安 全起见,在放电的两电*之间加入绝缘介质,即称为介质阻挡放电。介质阻挡放电在大气压下的放电,是一种很均匀并且很稳定的一种放电,放电过程中的电流是由大量细微的快脉冲放电通道构成。介质阻挡放电产生的等离子体具有很高的能量和活性,当工业废气通入反应器遇到高能等离子体时,被击穿或者降解,*终形成无害的生成物和清洁的气体。

  

  介质阻挡放电需要加载很高的交流电压,它的放电特性和加载的高频高压交流电的频率变化有关。在介质阻挡放电的过程中流过的电流其实并不是回路中的短路电流,而是通过介质的位移电流。发生放电的首要条件是放电间隙的加载电压大于气体的击穿电压。在放电过程中,反应器内部的电场也是不断发生变化的,其中的正离子和电子在外电场作用下分别向不同的方向移动,正负粒子的移动所形成的电场方向与外加电场的方向相反。当两个电场趋于平衡时,此时放电间隙两端的电压不会再随着外部所加电压的升高而升高,随着时间的推移它是一个定值。针对这种情况,日本研究员李莎茹提出如图 1.3 所示的等效模型。其中 Cd 为绝缘介质的等效电容,Cg 是放电间隙的等效电容。当供电电源的频率很低时,反应器等效为 Cd 和 Cg 串联,当装置稳定时,Cg 两端的电压就不再变化,而是维持固定值[6]。当供电电源的工作频率很高时,就等效为电容和电阻的模型,Cd、Cg 和外部的电压、频率、压强等参数有关,等效模型如图所示。

image.png  

  等离子体发生器的放电情况与所加载的电压有直接关系,如图 1.5 所示。其中的正弦波是负载端的电压,图中虚线部分是放电电流。由图可以清晰看出,当电压小于放电电压时,反应器没有出现放电现象,此时为无用功。当电压逐渐增 大到放电所需的*小电压时,反应器开始出现放电现象,但是放电现象比较微弱,此时为临界状态,放电电流也比较弱小。当电压继续增 大时,放电电流逐渐增 大,直至达到稳定状态。因为有绝缘介质的存在,稳定状态的电流是位移电流,而不是短路电流,试验中伴随着滋滋的放电声音,并且能观察到蓝色的光。

image.png  

  主要有三种类型,如图 1.6 所示。第 一类是绝缘介质覆盖在其中一个电*上面,另一个电*没有绝缘介质的覆盖,这种类型结构简单,而且散热性较好,在臭氧生产设备中使用较多;第 二类是绝缘介质在两个放电电*中间,并没有覆盖在两电*上面,这种类型的优点是空间较大,两边都能产生等离子体,效率较高;第三类是绝缘介质覆盖在两个电*上面,称为双介质阻挡放电。这种类型的优点是放电电*和气体不直接接触,能够很好的保护两电*不受工业废气的腐蚀,本课题就是选用这种放电结构。

image.png

下一篇:等离子体的基本概念2023-06-08

近期浏览:

相关产品

相关新闻

网址:www.sodif.cn

邮箱:511321861@qq.com

地址:郑州市荥阳市科技二路1号荥阳装备制造产业园23A号楼103


  • 联系电话
    联系电话
    王经理:186-9583-2681
  • 技术支持
    技术支持
    马经理:133-0371-7168