大气DBD等离子清洗机减少电弧的原理以及细丝模式的成因

1987年日本Kanazawa通过使用介质阻挡电极结构实现了大气压下介质阻挡均匀放电，究竟如何通过大气DBD等离子清洗机来减少电弧以及实现均匀放电的呢？这中间值得一提的就是大气DBD等离子清洗机减少电弧形成的原理以及细丝模式形成的原因。

1 DBD等离子设备减少电弧的原理
大气DBD等离子清洗机减少电弧的原理可以用下图1来说明：气隙击穿前，DBD相当于阻挡介质等效电谷Cm和气隙等效电容Cg串联；气隙击穿后，图中开关闭合，Cg并联上1个随时间变化的等离子体电阻R(t)。

显然，气隙上电压Vg可以用下式表示:

式中，Va和Vm分别是外加电压和阻挡介质上电压。当气隙击穿后，电流i迅速增大，阻挡介质上堆积的电荷及产生的电压随之迅速增大，导致气隙电压Vg急剧下降，放电熄灭，这也就阻碍了电弧的形成。当放电气隙中引入绝缘介质后，人们通常观察到大气DBD等离子清洗机放电时大量稍现即逝、此起彼伏、随机分布的放电细丝。

2 形成细丝模式的原因
导致大气DBD等离子清洗机出现这种细丝模式的原因是：阻挡介质的绝缘特性使得DBD实际上应该等效成如下图所示的电路，它由大量的局部微电路并联而成。各微电路所对应的气隙可以独立地放电且迅速熄灭，形成大量的时空随机分布的放电细丝。只有当整个气隙同步均匀放电，即各微电路中开关同时闭合，且R(t)相同时，DBD才能采用下图所示的等效电路。

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