大工10秋《气体放电技术》辅导资料十四

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气体放电技术辅导资料十四

主    题：第五章第一节 “介质阻挡放电的一般性质”辅导资料
学习时间：2011年1月17日－2011年1月23日
内    容：
我们这周将主要学习第一节 “介质阻挡放电的一般性质”的相关内容。希望通过下面的内容能使同学们加深对气体放电理论相关的基础知识的理解。
一、学习要求
1．掌握介质阻挡放电的概念以及电极结构；
2．掌握介质阻挡放电原理；
3. 掌握介质阻挡放电种类；

二、主要内容
1.  掌握介质阻挡放电的概念以及电极结构：
（1）概念：
介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电空间的一种气体放电。
（2）电极结构：
a．高压电极
b．低压（接地）电极
c．绝缘介质

介质阻挡放电的电极结构

2. 掌握介质阻挡放电原理：
（1）电场中的导体：
处于电场中的孤立导体，外加电场使导体中的自由电荷定向移动，结果是导体一端出现负电荷，另一端出现正电荷，导体内部电场强度为零，达到静电平衡。      
（2）电介质极化：
电介质处于电场中时，电介质表面出现正负电荷，这种现象称为电介质极化，表面电荷称为极化电荷（亦称束缚电荷）。
（3）介质阻挡放电原理：

a．电极间原电场E0与介质内部的电场Ed相反，与束缚电荷在气隙中形成的电场Eg相同，放电发生。

b．电极间原电场E0与介质内部的电场Ed相同，与束缚电荷在气隙中形成的电场Eg相反，放电停止。
因此，介质阻挡放电过程可以分为三个连续的阶段，即电子崩产生、流注形成和放电熄灭。在电子崩产生和流注形成阶段，介质主要加速流注形成作用，而在放电熄灭阶段，介质主要起到限制放电电流的自由增长，从而阻止放电发展到电弧的作用，故称介质阻挡放电。
3. 掌握介质阻挡放电种类：
介质阻挡放电(DBD)是一种高效、瞬态的低温等离子体发生器，结构有四种，即体放电、面放电、共面放电和填充床放电。
其中，体放电（以平板对面式或同轴圆筒式为主）和沿面放电（以共面式和非对称电晕电极结构为主）两种形式被研究和应用广泛。

（1）体放电(volume discharge -VD)电极结构种类：
a．按照介质位置分类：
高压电极式(a)、高低压电极式(b)、电极中间式(c)；

b．按照电极形状分类：
平板式(a)、同轴圆筒式(b) 和针板式(c)；
   
c．实例：同轴圆筒结构参数为：
(a)玻璃管的外经35mm，内经32mm，外层用铜片包围着并接地，内部同轴放置一个直径为26mm的钢管作为高压电极。
(b)管的中间固定一根直径为0.2mm的铜线作为高压电极。
（2）其它分类方法
a．供电方式分类：
低频交流（50Hz-10kHz）、中频交流、高频交流(>100kHz)；
b．工作气压分类：
低气压(<0.01atm)、高气压等。
c．放电状态分类：
丝状放电、辉光放电

三、重要考点
（一）选择题
1. 介质阻挡放电的电极结构包括（   ）。
A. 半导体介质                      B. 高压电极
C. 低压（接地）电极                D. 绝缘介质
资料：BCD
2. 下列选项中关于电场中的导体和电介质的描述不正确的是（   ）。
A. 处于电场中的孤立导体，一端出现负电荷，另一端出现正电荷            
B. 处于电场中的孤立导体，内部电场强度为零，达到静电平衡
C. 电介质处于电场中时，电介质表面出现正负电荷               
D. 电介质处于电场中时，介质表面不会出现电荷
资料：D

（二）判断题
1. 在电子崩产生和流注形成阶段，介质主要加速流注形成作用，而在放电熄灭阶段，介质主要起到限制放电电流的自由增长，从而阻止放电发展到电弧的作用，故称介质阻挡放电。
                                   （对）
正解：上述概念是正确的。

（三）简答题
1．简述掌握介质阻挡放电原理：
答：
（1）电极间原电场与介质内部的电场相反，与束缚电荷在气隙中形成的电场相同，放电发生。
（2）电极间原电场与介质内部的电场相同，与束缚电荷在气隙中形成的电场相反，放电停止。
因此，介质阻挡放电过程可以分为三个连续的阶段，即电子崩产生、流注形成和放电熄灭。在电子崩产生和流注形成阶段，介质主要加速流注形成作用，而在放电熄灭阶段，介质主要起到限制放电电流的自由增长，从而阻止放电发展到电弧的作用，故称介质阻挡放电。

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