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不同介质条件下大气压脉冲放电特性的数值仿真研究
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:高电压技术
  • 时间:2015
  • 页码:2037-2046
  • 期号:06
  • 便笺:42-1239/TM
  • 分类:TM[电气工程]
  • 作者地址:山东大学电气工程学院;
  • 作者机构:[1]山东大学电气工程学院,济南250016
  • 相关基金:国家自然科学基金(11375107); 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)开放课题基金(2015KF008)
中文摘要:

大气压脉冲介质阻挡放电由于其独特的放电特性引起了人们极大的关注。为了深入理解外加放电参数对脉冲放电特性的影响,通过理论分析与数值模拟的方法,基于大气压等离子体的一维流体描述,定性研究了在给定电压波形的情况下介质类型、介质厚度、气体间隙、放电频率对大气压脉冲介质阻挡放电特性的影响,并与相关的实验结果进行了对比。仿真结果表明:在其他参数不变的情况下,随着介电常数的增加,放电电流与最大气体电压均变大,同时输入能量增加并可以输送更多的电荷;随着介质厚度的增加,放电电流幅值降低,同时脉宽变窄,输运的电荷量降低;随着气隙距离的增大,放电电流密度逐渐下降,击穿时刻出现延迟;随着频率的增加,放电电流降低,同时需要输入能量增加。本文的研究将对大气压脉冲放电应用中放电参数的选择提供一定的理论依据。

英文摘要:

Atmospheric dielectric barrier discharges driven by pulsed voltage have unique discharge characteristics. To further understanding how the charge characteristics are determined by discharge settings, we qualitatively studied the discharge driven by given voltage pulses in different settings including various barrier dielectrics, barrier thickness, elec- trode spacing, and pulse frequency, based on numerical simulations and theoretical analyses using a one-dimensional fluid model. The results were compared to experimental data accordingly. It is concluded that, with the other settings being fixed, using barrier dielectrics with higher dielectric constant will increase the discharge current and peak gas voltage, meanwhile,the energy input is increased and more charge is transferred. Increasing the thickness of dielectric barrier will decrease the density and pulse width of discharge current. Lengthening the electrode gap will also decrease the current density, while it also brings ignition delay to the gap breakdown. The increase of pulse frequency will decrease current density and breakdown voltage, but more power is required to couple into the discharge region. The results can bc used as a theoretical foundation for parameter selections of atmospheric plasmas driven by pulsed voltages.

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期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35984