不同电源激励Ar同轴介质阻挡放电特性对比

作     者：杨勇 梅丹华 段戈辉 王森 于鹏 方志 YANG Yong;MEI Danhua;DUAN Gehui;WANG Sen;YU Peng;FANG Zhi

作者机构：南京工业大学电气工程与控制科学学院南京211816 南京工业大学环境学院南京211816 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2020年第46卷第12期

页      面：4355-4364页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(51807087 21607074) 江苏省自然科学基金(BK20180705)。 

主　　题：同轴介质阻挡放电 氩气放电 高频交流 微秒脉冲 纳秒脉冲 放电特性 能量利用率 

摘      要：大气压Ar同轴介质阻挡放电(Ar DBD)在能源化工领域有着广泛的应用,为进一步指导实际应用中DBD反应器结构优化和反应性能提升,通过电气特性、发光特性和温度特性等分析手段,系统研究了激励电源类型对ArDBD放电特性的影响,分析和比较了高频交流、微秒脉冲和纳秒脉冲激励ArDBD的放电均匀性、放电过程产生活性粒子的种类和浓度、放电功率和能量利用率以及反应器温度和热损率。研究结果表明,在相同的激励频率下,和高频交流与微秒脉冲电源相比,纳秒脉冲电源激励Ar DBD的放电均匀性最好,放电产生的活性粒子浓度最大,反应器稳定运行时温度最低,能量利用率最高,热损率最低。在3种电源输入电压为12 kV、频率为4 kHz的条件下,纳秒脉冲电源激励的Ar DBD反应器外壁面温度和内电极温度分别为109.9℃和227.9℃,而高频交流电源激励的Ar DBD对应的温度分别为169.0℃和564.4℃,这种高温条件将增加能量损失,降低能量利用率。在相同的激励条件下,纳秒脉冲Ar DBD的能量利用率为61.4%,显著高于微秒脉冲的40.2%和高频交流的24.1%。该研究从能量高效利用的角度为进一步促进Ar DBD在能源化工领域应用提供了有益参考。