“介質(zhì)阻擋放電”功率測(cè)量

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1、主要有三種：功率表法，電壓電流積分法和李薩如圖形法1）功率表法：一般接在升壓變壓器的低電壓側(cè)，測(cè)量結(jié)果包括了變壓器的損耗，而且靈敏度不夠，不能反應(yīng)電流的脈沖特征。雖然又很多缺點(diǎn)，但實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，因此仍是目前臭氧發(fā)生器領(lǐng)域功率測(cè)試的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。2）電壓電流積分法：這種方法似乎沒(méi)有什么問(wèn)題，但是因?yàn)榻z狀放電中有大量的電流窄脈沖，測(cè)量準(zhǔn)確度受到影響。同時(shí)，該方法測(cè)量結(jié)果包括了介質(zhì)電容和氣隙電容上的無(wú)功功率，很難從測(cè)量結(jié)果中剔除。3）李薩如圖形法：這種方法上世紀(jì)70年代才有人采用，因?yàn)橐肓藴y(cè)量電容將電流脈沖

2、平滑化，所以一般說(shuō)來(lái)準(zhǔn)確度要高一些，同時(shí)測(cè)量結(jié)果中不包括介質(zhì)電容的影響。雖然如此，該方法也很有局限，（最大的局限就是一般只能應(yīng)用到交流電壓下的介質(zhì)阻擋放電）介質(zhì)阻擋放電就是交流電。對(duì)于準(zhǔn)確測(cè)量介質(zhì)阻擋放電的功率，尤其是有功功率，目前尚無(wú)比較完美的方法。輝光放電向絲狀放電轉(zhuǎn)化的原因一般情況下，介質(zhì)阻擋輝光放電都是不能穩(wěn)定的，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì)轉(zhuǎn)化為絲狀放電。輝光放電是一種很均勻的放電形式，但是一些干擾因素會(huì)影響局部區(qū)域的均勻性，從而觸發(fā)輝光放電向絲狀放電轉(zhuǎn)化。這些干擾因素包括：氣體發(fā)熱、等離子化學(xué)反應(yīng)、

3、電極表面效應(yīng)、放電區(qū)域邊緣處放電不均等。電子在介質(zhì)表面擴(kuò)展是導(dǎo)致向絲狀放電轉(zhuǎn)化的直接原因。假設(shè)某位置受到干擾導(dǎo)致放電不均，這必將引起該位置所對(duì)應(yīng)的介質(zhì)表面電荷沉積不均（假設(shè)沉積得多一些），于是，下半個(gè)周期該位置處就會(huì)提前放電。由于電子在介質(zhì)表面的擴(kuò)展，該位置周?chē)鷼庀渡系碾妷簳?huì)隨著該位置提前放電而迅速降低，這就抑制了該位置周?chē)鷧^(qū)域的放電，這種作用（促進(jìn)該位置處的放電、抑制其周?chē)姆烹姡┦且环N正反饋過(guò)程，最終轉(zhuǎn)化為絲狀放電。湯遜放電理論與流注放電理論簡(jiǎn)介（翻譯自B.Elliason的綜述文章）???間隙

4、擊穿的機(jī)理有兩種，一種是湯遜理論，另一種是流注理論。二者適用范圍不同，一般nd較小時(shí)，氣體擊穿是湯遜放電；nd較大就是流注放電。???湯遜放電中，氣體間隙擊穿只能產(chǎn)生很少的空間電荷，雪崩和陰極二次電子發(fā)射形成反饋（二次電子發(fā)射主要由離子和紫外光子碰撞陰極引起），維持放電。陰極材料對(duì)放電過(guò)程影響很大，材料表面逸出功越小，二次電子發(fā)射就越容易。???大氣壓下的氣體放電大多是流注放電。在流注放電情況下，第一次雪崩擊穿過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生大量的空間電荷，這些空間電荷在傳播路徑上數(shù)量指數(shù)增長(zhǎng)，它們形成的本征電場(chǎng)（自

5、感應(yīng)電場(chǎng)）會(huì)在雪崩頭部與外施電場(chǎng)疊加，從而加強(qiáng)了雪崩頭部與陽(yáng)極間的電場(chǎng)強(qiáng)度。流注放電的擊穿機(jī)理有兩種：1）正流注。由于很高的局部本征場(chǎng)作用，雪崩尾部的高能電子被加速，它們會(huì)快速離開(kāi)（逸散電子）并引導(dǎo)放電通道向陽(yáng)極發(fā)展。這些由逸散電子所產(chǎn)生的放電通道會(huì)導(dǎo)致流注以很快的速度傳播，遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于只考慮電子漂移速度的情況。一旦空間電荷到達(dá)陽(yáng)極，由空間電荷形成的電場(chǎng)就會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)，進(jìn)而形成高強(qiáng)度的電場(chǎng)波向陰極傳播，電離路徑上的原子和分子，仿佛一個(gè)向陰極擴(kuò)展的電子波。這樣在空間電荷通過(guò)間隙后，一個(gè)導(dǎo)電通道就形成了。中等

6、間隙距離下容易導(dǎo)致這樣的正流注放電。2）負(fù)流注。雪崩發(fā)展過(guò)程中，一些激發(fā)的原子和分子會(huì)發(fā)射出紫外的光子，這些光子會(huì)產(chǎn)生兩方面作用：一是碰撞陰極表面產(chǎn)生二次電子發(fā)射，增強(qiáng)雪崩的強(qiáng)度，促進(jìn)放電通道的形成；二是導(dǎo)致雪崩頭部與電極之間原子和分子的電離。Garllimberti把電離產(chǎn)生的電子稱(chēng)為種子電子，這些種子電子會(huì)導(dǎo)致新的次雪崩，次雪崩與主雪崩的結(jié)合會(huì)加速放電向陰極的擴(kuò)展。這一過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，間接導(dǎo)致了空間電荷向陰極傳播，形成負(fù)流注。這一理論用于解釋負(fù)極性電暈放電中的流注傳播比較有效。微放電對(duì)臭氧發(fā)生器性

7、能的影響介質(zhì)阻擋放電最初用途就是生成臭氧，這方面的工業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)有100多年歷史了，盡管如此，臭氧生成效率迄今仍然不夠高。介質(zhì)阻擋放電中一般都是微放電形式，所謂微放電，就是大量的細(xì)微快脈沖放電，其產(chǎn)生位置具有隨機(jī)性，放電時(shí)間為10ns量級(jí)，整體看來(lái)是均勻而散漫的放電，類(lèi)似輝光放電。微放電的特性對(duì)臭氧發(fā)生器性能影響最為直接，而目前國(guó)外相關(guān)研究人員也正在從微放電入手，研究如何提高臭氧發(fā)生器的性能。概括的講，微放電對(duì)臭氧生成主要有三方面影響：1）?氧氣的分解效率決定于放電間隙的約化電場(chǎng)強(qiáng)度和電子攜帶的能量

8、比率。電子攜帶的能量比例越高效率越高，因?yàn)橹亓Ｗ訑y帶的能量都損失掉了。2）?氧原子結(jié)合成臭氧的效率取決于于微放電通道中氧原子的濃度，氧原子濃度太高會(huì)促進(jìn)O+O+M=O2+M和O+O3=2O2兩個(gè)反應(yīng)，從而降低O3生成效率。3）?臭氧的合成與分解是氣隙溫度的函數(shù)，而溫度很大程度上取決于間隙中放電的平均能量密度。所以，為了從微放電入手提高臭氧生成效率，上面紅色部分必需綜合的加以考量。低溫等離子體的應(yīng)用現(xiàn)狀（隨意總結(jié)，不全）低溫等離子體應(yīng)用在材料處理、食品和醫(yī)療器械消毒、空