水中大体积放电产生方法的研究

研究了一种脉冲电压下采用涂覆介质的球一环电极结构在水中产生多通道、辐射状、大体积流注放电的新方法.与以前方法相比,该方法能在较低电压幅值下在水中产生大体积放电.采用光学和电学手段,对流注放电通道的长度、数量、脉冲电压参数(如电压幅值和脉冲宽度)对放电的影响进行了研究.对电极介质涂覆条件下流注的产生与发展做出了理论解释.研究结果表明,水中放电的最大流注长度和通道起始点数均随脉冲电压幅值和脉冲宽度增加而增加.介质涂覆中局部电场的增强和微小缺陷的局部放电在水中形成气泡是水中流注放电起始的根本原因.     

脉冲调制对大气压射频辉光放电稳定性的影响

大气压射频辉光放电的不稳定性是限制其应用的主要原因,脉冲调制射频技术有助于提高放电稳定性.通过试验诊断放电电学特性,进一步研究了大气压脉冲调制射频辉光放电中脉冲调制参数对放电稳定性的影响.当固定调制脉冲频率而降低占空比时,特别是当射频放电段工作在起辉阶段时,α放电模式的电压和电流范围都增加;当射频频率提高时也有助于增加射频放电工作在α模式的电流范围.在试验中固定电压幅值,研究射频频率在5、10和15 MHz时α-γ放电模式转变随占空比的变化,验证了在低占空比下可以获得更稳定的α模式放电,另外在氦气中掺入1.5%氮气的情况下获得了脉冲调制射频辉光放电稳定工作在α模式.研究结果表明,通过调制脉冲参数可以控制大气压脉冲调制射频辉光放电的稳定性.     

空腔水电极电晕放电雾化特性的研究

为了研究气-液两相流的空间放电特性规律,实验首次采用空腔水电极雾化装置,通过测量不同雾化电极的电压-电流特性,不同质量分数溶液雾化时的消耗量等物理参量,分析了空腔水电极电晕放电的特性.实验表明,空腔电极在干式电晕放电时,曲率半径越小,放电电流越大,且随着电压升高,电流差值呈上升趋势;在雾化电晕放电时,电极形状、溶液质量分数对放电电流影响不明显,对溶液消耗量影响较为显著;不同电压作用下的雾化形式不同,雾滴在电场中的动力学过程也不同.     

针-板介质阻挡放电3种放电模式特性

设计了一种具有透明平板电极的针-板介质阻挡放电装置,研究了大气压氩气/空气混合气体放电中不同放电模式的特性.实验通过改变电压,实现了3种模式的放电:电晕放电、单丝放电和火花放电.在3种模式中,电流脉冲在外加电压的正、负半周表现出不同性质.采集了3种放电模式下的发射光谱,计算了分子振动温度,结果表明:电晕放电时分子振动温...     

基于破碎硬岩的高压脉冲放电数值模拟

为了研究破碎硬岩的高压脉冲放电作用过程,该文利用所建立的放电结构扩展物理-数学模型,从定量的角度对高压脉冲放电破碎硬岩进行数值仿真,所获得的破碎硬岩放电电压和电流波形与试验结果基本吻合。在此基础上,对高压脉冲放电破碎硬岩过程中的放电通道和电学特性进行分析。结果表明,当Marx发生器能量在硬岩内形成的电场强度大于硬岩的临界场强时,高压电极与接地电极之间会形成一条树枝状的放电通道,使得剩余能量进入到放电通道内并促使其急剧膨胀导致硬岩破碎。当硬岩发生击穿时,放电通道内的电压、电流、电阻、能量、功率、最大放电通道电导率以及各元器件上的电压均与时间存在强烈的依赖关系,且有超过五分之三的Marx发生器能量被释放到硬岩内形成欧姆量级的主放电通道内。     

空心阴极放电自脉冲现象的实验研究

研究了氩气中圆柱形空心阴极放电的自脉冲现象.测试了空心阴极放电不同阶段的伏安特性及自脉冲频率和电流脉冲上升沿随放电平均电流、气压和电路电容的变化;讨论了自脉冲的形成机理. 结果表明,自脉冲现象出现在空心阴极放电的负阻特性阶段,并具有稳定的频率.自脉冲频率随平均电流的增加而线性增大,气压和孔径的乘积pD值对频率的影响与其大小有关,但电极间的并联电容不影响脉冲频率;电流脉冲上升沿几乎与平均电流、气压或并联电容无关. 实验结果表明,自脉冲现象是空心阴极本身的一种特征放电过程.     

窄脉冲放电荷电器极间不同位置的荷电研究

 研究了不同电压下的窄脉冲荷电,利用密立根油滴仪测量了有无导流柱情况下的液滴荷电量.研究表明,无导流柱的情况下,窄脉冲放电电压低于火花放电电压时,随着电压的增加,气溶胶颗粒的荷电电量也随之增加,当电压达到火花放电电压时,窄脉冲放电的荷电量最大,但当所应用电压大于火花放电电压时,荷电量反而下降.应用导流柱时,可以避免流注放电中等离子区内的电中和,所以应用的电压大于火花放电时,应用导流柱的情况下,气溶胶颗粒的荷电量大于无导流柱时的电压,但当电压低于火花放电电压时,导流柱的应用则不利于气溶胶颗粒荷电.同时也研究了导流柱直径对荷电量的影响,指出导流的直径为2cm时最有利于窄脉冲荷电.研究为以后窄脉冲荷电的应用提供了依据.     

放电电压形式对空心阴极甲烷放电等离子体组分及离子能量的影响研究

为了优化空心阴极结构中有机气体放电制备类金刚石薄膜的放电电压形式,掌握放电等离子体组分及能量特性,采用直流和重复频率脉冲两种外施电压形式,运用发射光谱诊断法结合数值仿真研究了不同放电电压形式下空心阴极甲烷放电等离子体组分特性。研究结果显示,放电平均电流接近时,直流电压作用下的甲烷分子解离程度比重复频率脉冲电压作用下更高。升高直流电压或脉冲电压幅值,增加脉冲宽度,提高脉冲频率,均可促进甲烷分子解离。不同放电电压形式下甲烷放电等离子体中的单碳离子比例差异较大,重复频率脉冲电压作用下,放电等离子体未充分发展,且电子能量更高,利于单碳离子的生成,使单碳离子比例更高。同时,利用减速电场法获得了不同放电电压形式下到达基底的离子能量分布情况,发现重复频率脉冲电压作用下的离子能量更高,并呈双峰分布,直流电压作用下离子能量呈单峰分布。离子能量与外施直流电压或脉冲电压幅值呈正相关性。     

油／纸绝缘沿面局部放电特性研究

采用局部放电测量方法,研究了油/纸沿面从局部放电起始到贯穿闪络整个过程中局部放电量、放电谱图、放电频率及单个放电脉冲的变化情况.采用两种具有不同老化程度的油样研究了油样在沿面闪络过程中对局部放电测量结果的影响.研究结果表明,在初始电子产生阶段,放电量和放电频率均很小,放电集中在工频峰值处,随着电压的升高,放电量和放电频率随之升高,放电处于工频上升处.当临近沿面闪络时,放电量会迅速增大,放电脉冲呈现脉冲序列形式,会听到较大的放电声.油样的老化会降低局部放电起始电压,并导致沿面放电在流注发展阶段的放电量和放电频率增加.     

脉冲电压对大气压脉冲放电等离子体射流的影响

在固定脉冲频率及占空比的情况下,研究脉冲电压对大气压脉冲放电等离子体射流长度的影响。分析脉冲放电的电流电压波形、等离子体射流的光发射强度的时空演化过程以及等离子体子弹速度的变化。结果表明:等离子体子弹随脉冲电压的增大由单子弹变为双子弹再变为单子弹;射流长度相应地先增长然后趋于稳定,射流长度由增长转变为稳定的转变电压正好处于形成双子弹的脉冲电压附近。     

Evaluation of energy transfer and utilization efficiency of azo dye removal by different pulsed electrical discharge modes

The degradation of an azo dye, acid orange 7 （AO7）, caused by different high voltage pulsed electrical discharge modes （spark, streamer and corona discharge） induced by the various initial conductivities was investigated. A new type of pulsed high voltage source with thyratron switch and Blumlein pulse forming net （BPFN） was used. The typical discharge waveforms of voltage, current, power, pulse energy and the pictures of spark, streamer and corona discharge modes were presented. The results indicated that pulsed electrical discharges led to complete decolorization and substantial decrease of the chemical oxygen demand （COD） of the dye solution. The main intermediate products were monitored by GC-MS. The discharge modes changed from spark to streamer and to corona discharge, and the streamer length decreased with the liquid conductivity increasing. At a constant input power, the peak voltage, peak current, peak power and energy per pulse of the three discharge modes ranked in the following order： spark 〉 streamer 〉 corona. The effective energy transfer efficiency of AO7 removal was higher for spark discharge （57.2%） than for streamer discharge （40.4%） and corona discharge （27.6%）. Moreover, the energy utilization efficiency of AO7 removal for spark discharge was 1.035×10^9 mol/J, and for streamer and corona discharge they were 0.646×10^-8 and 0.589×10^-8 mol/J. Both the energy transfer efficiency and the energy utilization efficiency of spark discharge were the highest.     

火花放电等离子体射流耗电特性研究

对火花放电等离子体射流发生器进行能耗研究实验,将功率计串联接入实验系统以检测放电回路的功率,考察其能耗特性。通过改变电源频率和占空比大小调节发生器工作状态,用皮托管测量其所产生的射流速度,同时测量整个试验回路所耗功率,从而得到火花放电等离子体射流发生器耗能特性,并分析所耗功率对射流速度的影响。试验结果表明,放电回路的功率与电源的占空比呈正相关关系,而与电源的频率呈负相关关系。总体而言,射流速度越大耗电功率也越大。     

中频交流脉冲电源的研制

研制了150kHz中频交流脉冲电源,给出了中频交流脉冲电源的设计思路和实现方案.该电源采用全桥逆变拓朴电路、PWM控制方式、输出功率叠加的方案,具有输出变压器原边平均电流和副边峰值电流的过流保护功能.其输出峰值电压0~1200V连续可调,频率1~150kH z可调,脉宽占空比10%~40%可调,输出平均电流0~5A,最大输出功率5kW.利用该电源进行了等离子体化学气相沉积和反应溅射实验,证明该电源各项指标运行正常,工作稳定,具有良好的应用价值.     

流光放电烟气脱硫用高压脉冲电源的研制

脉冲电晕法烟气脱硫优点显著,但该法可能使正离子和电子离开流光通道,发生复合反应的范围不够大,自由基分布不广,很难产生稳定、宽范围和有效的流光,这就影响烟气脱硫,严重降低脱硫效率.本文分析了流光放电等离子体脱硫机理,提出一种直流叠加高压脉冲电源流光放电等离子体发生技术,并结合脱硫机理研制用于烟气脱硫的脉冲电源,通过现场运行测试,结果表明,在直流高压基础上叠加高压脉冲的技术方案可以有效提高脱硫效率.     

针-板式流光放电结合脉冲电源降解甲苯

放电等离子反应器的结构与高压电源的匹配对于VOCs的降解产生重要影响.采用针-板式反应器并引入脉冲高压和交流高压,采用3种不同电极形状(锥形、圆台、扁平)对甲苯的降解特性进行了实验研究.结果发现:脉冲电源可以提高电极间的击穿电压,并使流光放电更加稳定,产生瞬间高能粒子,从而提高甲苯的脱除效率;不同的电极形状对放电特性及降解率产生影响,圆台形电极获得最大的甲苯降解率和降解效率.     

维持电压对彩色交流等离子体显示器光电参量的影响

为了改善彩色交流等子体显示器（AC－PDP）的性能，采用静态测量法研究了维持电压脉冲幅度和频率对彩色AC－PDP着火电压，熄火电压，维持电压余度，平均放电电流，亮度，发光效率和白场色度等光电参量的影响。结果表明，随着维持电压幅度和频率（12.5-50kHz)的提高，等离子体显示器平均放电电流和亮度增加，白场色度基本保持不变，而发光效率降低；分析得出导致发光效率降低的主要原因是；Xe原子的自吸收现象和荧光粉的受激辐射饱和。因此，在确定驱动波形时，应在使显示器图像显示稳定的前提下，兼顾其亮度，发光效率，功耗和寿命，合理选择维持电压幅度和频率。     

瞬态电晕放电成像的实验研究

阐述了瞬态电晕放电成像的物理过程，根据气体放电的流光理论，采用纳秒脉冲放电技术，获得清晰的电晕放电的硬币成像图像，并对脉冲峰值电压及相对湿度等成像条件进行了探讨。     

电容储能高功率脉冲成形网络浪涌过程分析

针对电容储能高功率脉冲成形网络工作过程中存在的电流和电压冲击问题,建立了脉冲成形网络的等效电路.采用理论分析和数值计算的方法,研究了电路放电时的瞬态过程,分析了冲击电流和浪涌电压产生的机理,讨论了抑制电流和电压冲击的措施.研究表明:硅堆结电容的存在使硅堆所在的回路具有二阶电路的特性,负载的非线性或时序放电过程会引起硅堆两端反向电压的振荡.通过在硅堆旁并联一定阻值的电阻,使系统处于过阻尼状态,可以起到抑制电压振荡的目的.实验验证了方法的有效性,为硅堆的保护提供了一种新的技术途径.     

基于倍压整流电路的高压交流电源设计

传统高压交流电源通常由高频交流(HF)变压器、整流滤波电路和逆变桥正弦脉宽调制(SPWM)主电路组成。设计高频高压变压器是传统高压交流电源设计中的难点。提出一种新型小功率高压交流开关电源设计方案,采用倍压整流技术和升压斩波(BOOST)电路实现升压,避免了设计高频高压变压器时的绝缘距离受限制、空载电流过大,高频振荡回路可靠性低等问题,简化小功率高压交流电源拓扑结构,具有设计简洁,稳定可靠的优点。     

智能交流电综合测试仪

介绍了以 5 1系列单片机为核心的测试仪 ,可测量交直流电压、交直流电流、功率、失真度、频率等参数。在一个周期内多次采样 ,经过傅立叶变换FFT算法 ,获得电压、电流值 ,进而求得功率、失真度。提出了测量交流电频率和功率因素的新方法 :用T0门控计数方式 ,配合INT0中断 ,测量交流电的过零脉冲的周期 ,可测出频率 ;用同样方法 ,再加入INT1中断 ,测量交流电电压过零和电流过零的间隔时间即可测得功率因素。此测试仪测量方法新颖 ,测量精度较高。测试仪与PC机联机后 ,配上专用软件包可完成记忆示波器的一般功能