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1、电力电子与电力传动研究生毕业论文题目 流光放电等离子体烟气脱硫反应器、电源及其匹配问题研究专 业：电力电子与电力传动流光放电等离子体烟气脱硫反应器、电源及其匹配问题研究摘 要燃煤烟气所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源。脉冲电晕法烟气脱硫脱硝技术经过各国科技人员的不断努力，目前已经发展到工业试验阶段。脉冲电源问题是脉冲电晕法脱硫脱硝技术产业化的难以克服的困难之一。交直流叠加电源流光放电等离子体发生技术的出现，以及在此基础上的烟气脱硫工艺流程的实现，使流光放电烟气脱硫技术工业应用近在眼前。交直流叠加电源发生流光电晕与脉冲电源发生的流光在脱硫脱硝效果是相
2、同的。交直流叠加电源采用电力电子开关器件代替火花隙的，这样可以大大的提高开关的寿命以及电源工作的可靠性和稳定性。电源采用交直流电源叠加的方式，交流电压使放电增强，产生自由基增多，因而氧化脱除量增加；直流基压驱使正离子和电子离开流光通道，在更大的范围内发生复合反应，自由基分布更广，交直流叠加可以产生稳定、宽范围和有效的流光。该交直流叠加电源采用高频电能变换技术，利用谐振的工作方式，在谐振升压的同时可以实现逆变电路开关管的零电流关断，减少开关损耗和散热器的体积。同时串联电感的应用使电源可以可靠的工作在负载频繁放电的条件下。反应器作为交直流叠加电源的负载对电源的工作状态有很大的影响；在电源和反应器系
3、统中流光的发生不能脱离反应器，电源和反应器必须结合在一起进行研究。本文主要针对流光放电等子体烟气脱硫反应器、交直流叠加电源及其匹配问题进行研究。本文分析了流光放电脱硫反应器的负载特性，利用镜像法，计算了线板结构反应器的静态电容。研究了如何优化反应器的板电极宽度、放电极邻距等电极配置形式，从而提高交直流叠加电源的效率和脱硫系统能量利用率。在12000Nm3/h工业中试试验平台上，在模拟烟气的情况下，对流光放电烟气脱硫反应器、电源系统以及以此为基础的整个工艺流程进行了大量的实验研究，获得了良好的实验结果，确定了工艺流程的大量的工业运行参数，为以后大规模工业应用积累了宝贵经验。关键词：烟气脱硫，流光
4、放电，交直流叠加，反应器，匹配THE RESEARCH OF STREAMER DISCHARGE PLASMA FGD REACTOR, AC+DC POWER SUPPLY AND MATCH PROBLEM OF THEMABSTRACTSoot, SO2, NOX and other deleterious matters contained in flue gas are the main roots of atmosphere empoison, acid rain and greenhouse effect. Many achievements in the technology
5、 of DESO2 from flue gas by PPCP(Pulse Corona Induced Plasma Chemical Process) have been achieved and this technology will be enlarged into industrial scale in the future. Pulse power supply problem is the primary difficulty to DESO2 and DENOX from flue gas by PPCP. Industrial application of DESO2 an
6、d DENOX from flue gas by streamer discharge will come into true soon with the utilizing of the technology of inspiring streamer discharge plasma by AC+DC power supply and the achieving technical process based on this.Streamer corona induced by AC+DC power supply has the same effect of DESO2 with str
7、eamer corona induced pulse power supply. This power supply uses the solid-state switch to take place the spark-gap switch, which will increase the life span of switch and the stability & dependability of power supply. The output of the power supply is the AC supposed on the DC in order to produce ef
8、fective and steady streamer at a broad range. AC makes the discharging stronger and increases the energy density and free radical quantity in the reactor. DC spreads cation and free radical to a broad range.The AC+DC power supply make use of the technology of high frequency power transform and reson
9、ant. Using the resonant technique can realize ZCS and decrease switching loss. At the same time the series inductance can make the power supply work normally under the condition of frequent discharging in the reactor.Reactor has a great influence to working state of AC+DC power supply as its load an
10、d cant be leaved out of account from the system producing streamer discharge. So the study on reactor and power supply must be taken into account synchronously. The paper mainly researches streamer discharge plasma DESO2 reactor, AC+DC power supply and the switch problem of them.In the paper, the lo
11、ad characteristic of streamer discharge DESO2 reactor is analyzed and the static capacitance of the line-plane reactor is calculated with the method of enantiomorphy. The paper researches into optimizing electrode configurations of streamer discharge reactor such as the distance between discharge el
12、ectrodes and panel electrodes, which can improve the power factor of AC+DC power supply and energy utilizing rate of the DESO2 system. Streamer discharge plasma DESO2 reactor, AC+DC power supply and the whole DESO2 system are investigated comparatively deeply in the pilot test of 12,000Nm3/h. The pi
13、lot run demonstrates that the whole system is feasible. All works supply useful method and experience for larger industrial application. KEY WORDS：FGD，streamer discharge，AC+DC，reactor, match目 录1 绪论11.1 前言11.2 等离子体烟气脱硫国内外研究现状21.2.1 电子束法21.2.2 脉冲电晕法31.2.3 交直流叠加电源流光放电等离子体发生技术51.2.4 有关反应器的研究综述51.3 流光放电等
14、离子体烟气脱硫工艺流程介绍61.4 本课题的主要研究内容72 流光放电等离子体烟气脱硫反应器的初步研究92.1 反应器负载特性分析92.2 线板电极结构静态电容的计算102.3 不同供电方式的电晕放电模式122. 3.1 直流供电的电晕放电模式122. 3.2 交直流叠加供电的电晕放电模式142.4 反应器电极配置的实验研究152.4.1 实验装置152.4.2 测量系统152.4.3 实验结果及分析162.4.4 讨论183 交直流叠加电源的工作原理203.1 概述203.2 交流电源的工作原理分析213.2.1 交流电源的主电路结构213.2.2 RLC串联谐振电路的原理分析223.2.3
15、 桥式RLC串联谐振电路工作状态分析273.3 直流电源的工作原理分析283.3.1直流电源的主电路结构283.3.2并联负载串联谐振电路谐振原理分析293.4 交直流叠加电路工作原理分析313.5 功率母线技术324 交直流叠加电源的参数设计及实验分析35 4.1 交流电源的参数设计354.1.1 逆变电路的参数设计354.1.2 直流环节滤波电路的参数设计374.1.3 整流电路的参数设计384.2 直流电路的参数设计394.3 交直流叠加电路的参数设计及实现404.4 触发和控制电路的设计及实现41 4.4.1 控制方法的综述414.4.2 晶闸管触发电路42 4.4.3 逆变控制电路4
16、44.5 抗干扰设计及实现47 4.5.1 电源主电路的抗干扰设计47 4.5.2 控制电路的抗干扰设计484.6 电源实验结果及波形分析484.6.1 直流电源的实验结果及波形分析484.6.2 交流电源的实验结果及波形分析544.6.3 交直流叠加电源的实验结果及波形分析575 流光电晕非热筹离子体烟气脱硫反应器的设计与实验研究605.1 引言605.2 12000 Nm3h流光电晕烟气脱硫实验615.2.1 预期目标615.2.2 实验装置625.2.3 测试系统645.2.4 12000 Nm3/h反应器的设计645.2.5 流光放电烟气脱硫的实验结果及分析665.2.6 12000N
17、m3/h流光电晕脱硫反应器的技术数据746 结论与展望766.1 结论766.2 前景展望77参考文献79致谢83攻读硕士学位期间所发表的论文841 绪论1.1 前 言在我国能源的主要来源在很长一段时间内仍然是燃煤。燃煤烟气所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要根源。目前，我国治理烟气脱硫的现状比较落后，实现污染物排放总量控制的形势十分严峻。随着国民经济的腾飞，动力需求迅速增加，烟气排放污染物造成的负面影响亦愈加严重。酸雨的危害面积不断扩大，反映着环境条件的恶化。烟气脱硫工程进展停滞不前与国民经济的高速发展形成极大的反差，全面整治环境刻不容缓。在烟气污染物
18、排放量控制方面，目前粉尘的排放基本得到控制，而气相污染物的排放仍然放任自由，仅仅采用高烟囱扩散稀释，控制近地点的污染物浓度，二氧化硫的排放没有得到治理，只是场地发生了转移。据专家估算，我国生态环境可承受的SO2排放量不超过1640万吨/年。预计2020年全国废气产生的SO2将达到3500万吨，按2020年SO2排放降至生态承受极限，近20年内每年应增长烟气脱硫能力108万吨/年。据国家环保总局的资料显示，电厂脱硫技术及其成套设备制造到近20年，每年只要有5%的燃煤电厂进行脱硫治理工程，就能形成年产值六十亿元以上的产业需求。因此，生产适合中国国情的工业锅炉脱硫设备具有广阔的市场。我国的烟气脱硫技
19、术至今仍处于起步阶段，燃煤烟气脱硫技术的引进，研究和开发工作经过“七五”和“八五”攻关，对国际上的现有烟气脱硫技术的一些主要类型都进行了研究和装置试验，少数引自国外的脱硫工艺已在可靠、有效地运行。“脉冲电晕等离子体烟气脱硫技术研究”是“九五”国家科技攻关项目，这项技术具有一系列的优点，如能耗低、投资少、产物是化肥，不存在废液处理、可同时实现脱硫脱硝，操作简单、体积小等。1.2等离子体烟气脱硫国内外研究现状脉冲电晕法应用于烟气脱硫是受到电子束法的启发而发展起来的。脉冲电晕法（PPCP）和电子束（EBDS）作为等离子体烟气脱硫脱硝技术，是目前世界上较大规模开展研究的方法。1.2.1 电子束法电子束
20、法是采用高能电子束照射烟气，使烟气中的O2和水蒸汽被激活，电离甚至裂解，产生大量离子及自由基等活性离子。由于它们的强氧化性，使SO2、NOX被氧化为SO3、NO2，这些高价的硫氧化物与水蒸汽反应生成雾状的，产生的酸再与NH3预先反应生成硫酸铵和硝铵。1970年，日本荏原（Ebara）公司首次在实验室利用电子束辐照静态烟气，实现脱硫。1997年6月，世界上第一套工业示范装置处理100MW电厂锅炉烟气的“电子束辐照法”由中日合作在成都热电厂建成投运，装置投资1.04亿元，实际脱硫率80%、脱硝率18%。装置单位建设投资约1000/元KW-1，每吨二氧化硫脱除费用约1000元。该项目于1998年5月
21、通过国家验收，是目前世界上投入运行的处理烟气量最大（200，000Nm3/h）电子束脱硫装置。电子束法与传统工艺相比，有以下优点：脱硫脱硝同时进行，脱除效率较高；工艺流程简单，操作容易；干式方法，无排水和废渣的二次污染；处理过程中不用触媒，粉尘影响很小，且无老化、结垢、阻塞、腐蚀等问题；干式方法，不影响原系统的热效率，烟气可不必再加热即从烟囱排放；添加氨后，生成物可作肥料回收综合利用；设备占地面积小，建造费比常规法低；对锅炉运行无不良影响，能适应锅炉负荷的变化，对锅炉热效率无影响。电子束法的关键设备是能长期稳定运行的大功率电子枪，大容量的电子加速器造价昂贵，技术要求高，且其功率难以满足应用于工
22、业烟气量的需要；电子加速器产生电子束的同时也产生X射线，工业应用时必须建造混凝土防辐射装置来保护人的安全；电子束能量很大一部分损失在离子的碰撞上（离子的热运动对形成有脱硫作用的活性自由基不起作用），故其电能的消耗较大，大约为电厂所发出电能的3。1.2.2 脉冲电晕法1986年Masuda和Mizuno根据电子束法的特点而提出用几万伏以上的脉冲电源代替电子加速器产生等离子体的脉冲电晕法。1986-1987年，在Masuda实验室访问的中国学者吴彦对脉冲电晕引起的等离子体化学方法（Pulse corona induced plasma chemical process, PPCP）脱除烟气中的NO
23、X、SOX和Hg蒸汽做了大量的先期的实验工作，确定了该方法的可行性。1990年左右，意大利的ENEL公司在Marghera热电厂首次利用真实烟气进行了1000Nm3/h的小试试验，为进一步的工业试验提供了必要的数据。1996年，大连理工大学建造了1000Nm3/h烟气脱硫装置，并进行了许多研究工作。华中理工大学的李劲教授、北京理工大学的李瑞年教授对脉冲电晕法也做了许多试验和机理方面的研究。脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫法：给反应器放电极加上几万伏ns级脉冲电压，产生520eV的高能电子，而离子仍处于与气体平衡的状态，高能电子与中性电子碰撞，产生O、OH、HO2和O3等，这些活性物质引发的反应，在
24、有氨加入的条件下，将SO2、NOX转化为硫铵和硝铵。脉冲电晕法的最大优点就是能起到电子束法同样的作用而又克服了电子束法的缺点，它省掉了大功率、需长期稳定工作的昂贵电子枪，避免了电子枪寿命和X射线屏蔽问题，而且具有以下优点：具有用简便的方法集烟气脱硫脱硝和除尘为一体的潜力；可能在发电厂现有的静电除尘设备基础上进一步改造发展而成，投资较小；产生的最终产物易于处理和获得回收利用，避免了废液、废渣等二次污染问题。目前是国内外广泛关注的技术并最具有良好应用前景。目前脉冲电源的问题在于：有效电子的产生率不及电子束法高，能耗也高，这是因为脉冲电源输出特性较差；用旋转火花隙开关使脉冲波形变坏；用电容器组作初级
25、储能，由于储能密度低、寿命短、性能价格比低等缺点，不适合用于处理大气流量和连续稳定运行的脉冲发生器；利用火花隙作为开关产生脉冲，脉冲频率一般在几百Hz，作为工业应用脱硫效率较低。脉冲电源系统是实现脉冲电晕脱硫脱硝技术产业化的关键之一。流光电晕放电脱硫脱硝技术要求在有载条件下脉冲电源系统提供较陡上升前沿（数十纳秒级）的脉冲电流电压波形。脉冲宽度应依据反应器放电空间的情况(极间距及流光速度)而定,以避免二次流光通过反应空间造成能量浪费。同时,系统要具有一定的轻便灵活的特点,特别要求系统能长期(3千小时到6千小时)有效连续工作,以适应电厂运行的要求。对实验室研究而言,数百瓦乃至数千瓦的功率要求使得电
26、源系统较易实现,而对一30万千瓦发电机组而言,要采用电晕放电技术有效地脱硫脱硝,需脉冲电源功率系统提供约3600KW的平均功率。这将带来一系列的问题 ,如系统热效应,高功率开关预期寿命等。采用传统的脉冲电源很难实现。从长远来看，开拓突破传统的开关方式的新型开关技术，是重复脉冲功率技术发展的关键所在。1.2.3 交直流叠加电源流光放电等离子体发生技术1998年，阎克平教授等发布了采用交直流叠加电源（AC/DC）电源发生流光电晕的台式试验结果，该电源与窄脉冲高压电源发生的流光在脱除NOX效果方面相同。窄脉冲电源流光的发生是同步的，而AC/DC的电源流光随机分布在较大的时间范围。2001年40KW交
27、直流叠加电源的研制成功，并在烟气脱硫的工业试验装置上，成功发生了分布良好的流光电晕。AC/DC电源所用的故态开关器件寿命长，该电源造价仅为窄脉冲电源的1020。该电源采用新型电力电子开关器件代替火花隙，这样可以大大的提高开关的寿命以及电源工作的可靠性和稳定性。电源利用谐振原理在反应器上产生的正弦波形的上升时间在微秒级，虽然达不到ns级，但开关频率可以提高至50KHz，在单位时间内产生的流光数量大大增加，同样可以达到很好的脱硫效果。该脱硫脱硝电源采用交直流电源叠加的方式，直流基压使放电增强，单脉冲注入能量增大，产生自由基增多，因而氧化脱除量增加。同时直流基压驱使正离子和电子离开流光通道，在更大的
28、范围内发生复合反应，自由基分布更广，与SO2等接触增加，因而脱硫效果增加。所叠加的高频交流电压作用和传统脉冲电源作用相同，主要用于流光电晕的产生。1.2.4 有关反应器的研究综述脉冲电晕反应器的结构一般为线筒式或线板式，工业实验一般为线板式，这主要是从处理烟气量方面的考虑。例如意大利的100Nm3/h工业小试装置和大连理工大学的300Nm3/h工业小试装置都为线板式。在大量的实验和理论研究的基础上，近年来人们在努力使脉冲电晕法去除有害气体的技术向实际应用转化，设计了各种各样的反应器处理的气体包括：NOX，SO2，Hg蒸汽和易挥发性有机气体VOCs（Volatic organic compoun
29、ds）。Chang J S概述了各种反应器，例如：点对板式、点对点式、线筒式和填充床式等，对放电特性、反应过程和脱除效率做了详细的描述。日本的增田实验室设计了一种将除尘器和脉冲电晕反应器做成一体的反应器，处理垃圾焚烧后产生的有害气体 NOX，SO2，Hg和HCL。Ohkubo、Kanazawa和Chang J S等人分别研究了自由基喷淋式脉冲电晕反应器，这种反应器的放电极上装有喷嘴，从喷嘴喷出的被处理气体经过喷嘴尖端的强电场区，被激发、分解和电离，以活性粒子的形式注入反应器。值得指出的是，反应器作为电源的负载对交直流叠加电源的设计，以及输出的波形有较大的影响。反应器一般呈容性，在电源和反应器系
30、统中流光电晕的产生不能脱离反应器，电源和反应器必须结合在一起研究，实现电源和反应器的最佳匹配。1.3流光放电等离子体烟气脱硫工艺流程介绍流光放电烟气脱硫的工艺流程如图11所示：是一套完整的设备，将它嵌入燃煤电厂烟气排放系统内，一端接受除尘器的尾气，另一端将脱硫脱硝的气体，送入烟囱。分区湿式反应器包含热化学反应区和等离子体反应区，烟气先经过热化学反应区，由液态吸收剂吸收大部分SO2，得到浓度达到摩尔量级的亚硫酸盐溶液；进入等离子体反应区时，经受脱硫脱硝处理，同时也将热化学反应区的生成液雾化喷入，使生成液中的亚盐氧化为正盐。由于初始氧化速度提高千百倍，使反应器能耗降低 3050。图11 流光放电等
31、离子体烟气脱硫工艺流程图Figure1-1 Technical flow chart of streamer discharge plasma FGD在此工艺流程中，烟气脱硫率90以上，脱硝率1050（根据需要选择）；利用来气的热量，将等离子体反应器生成的正硫酸盐溶液脱水，产生副产物干粉。此工艺流程实现物料平衡和能量平衡，水耗仅为烟气增湿用水；总耗电不超过厂用电2，并将显著降低占地面积。氨泄漏5ppm（85mg/Nm3）。 1.4本课题的主要研究内容本文就当今世界上主要的集中烟气脱硫的方法进行了分析和比较，说明了脉冲电晕法的优点和现存技术上的缺点。为了改进这些缺点，本文在分析了脉冲电晕流光放电
32、脱硫方法机理的基础上，分析了高压直流电晕和高压交直流叠加电晕放电的形式，说明了交直流叠加流光放电脱硫技术是一种新型可行的具有大规模工业应用前景的技术。根据流光放电脱硫的要求，论文主要讨论高压直流电源，高频高压交流电源，交直流叠加电路，以及控制和保护电路的设计。在校内的中型实验平台上进行了实验，结果表明装置具有很好的脱硫效果。第一章绪论，首先讨论了烟气脱硫技术应用的必要性、紧迫性和课题背景。比较了世界上正在应用和研究的几种等离子体烟气脱硫技术，说明脉冲电晕法是其中一种具有良好应用前景的烟气脱硫技术，介绍了一种采用交直流叠加电源流光放电等离子体发生技术，以及在此基础上的流光放电等离子体烟气脱硫的工
33、艺流程。第二章流光放电等离子体反应器的初步研究，分析了流光放电等离子体反应器的负载特性，利用镜像法，计算了线板结构反应器的静态电容。比较了不同供电方式：脉冲供电、直流供电、AC+DC供电下流光分布的不同形式，说明AC+DC供电方式下，产生的流光放电有效、持续稳定且范围很宽，适合工业化应用。研究了反应器电极配置形式对交直流叠加电源伏安特性的影响，确定板电极的宽度、放电极之间的距离等电极参数，为反应器设计提供必要的理论和实验依据。第三章交直流叠加电源的工作原理分析，详细论述了高压直流电源、高频高压交流电源和交直流叠加电路的工作原理。并介绍了功率母线技术。第四章交直流叠加电源参数设计和实现，详细说明
34、了电路主电路参数的设计和控制电路的设计，以及在抗电磁干扰方面所做的接地、屏蔽等电磁兼容设计。并分析了交、直流电源的相关的实验波形。第五章流光放电等离子体烟气脱硫反应器的设计和试验研究，以12000Nm3/h为设计目标，确定反应器的通道宽度、电场区域长度和高度。验证流光放电对脱除SO2 ，NOx的作用，分析烟气温度、烟气含水量、烟气停留时间等工业运行参数对脱除率的影响，为以后大规模工业应用提供设计依据。第六章总结，简要总结论文的主要研究工作，展望流光放电等离子体烟气脱硫的发展前景。2流光放电等离子体烟气脱硫反应器的初步研究2.1反应器负载特性分析脉冲电晕放电反应器的结构一般为线筒式或线板式，在工
35、业性实验中一般为线板式结构。反应器作为电源的负载，对放电有很大的影响，所以将反应器和电源结合起来研究，实现两者的优化匹配。图21 反应器的截面图Figure2-1 The figure of reactor section在实验的脱硫平台上，反应器的结构为箱体式线板结构。 反应器的截面图如上图2-1所示，电晕线间距可以调节为100mm和200mm。正极棒状电晕线上焊有规则的放电尖端。电晕线是悬挂式结构，依靠重力竖直均匀的分布在接地极板的中间。电晕线上端装有雾化喷嘴，工作时在反应器内形成水雾，增大溶液粒子的反应表面积。反应器在流光放电前后负载情况有较大的变化。可以假设反应器负载的电路模型由一个电
36、容和一个电阻并联而成，如图2-2所示，发生流光放电前，电阻呈无穷大，电容为反应器的静态电容；当反应器上的电压升高至一定值时，发生流光电晕放电，此时反应器的电阻阻抗呈指数下降，电容减小容抗增大，能量通过电阻泻放；在持续一段时间后当电压不足以维持流光放电时，反应器恢复至最初的状态。图22 反应器等效电路Figure2-2 Equivalent circuit of the reactor2.2线板电极结构静态电容的计算线板电极结构的俯视图如图2.3所示：所有电极放置在线框上，线框悬挂在两块板电极之间。线板电极结构静态时（即不放电时）可等效成电容，放电时可等效成静态电容同非线性电阻并联的模型。图2.
37、3 线板放电极结构俯视图Figure2-3 The figure of line-plane reactor planform图2.4 连续镜像法线板放电极结构图Figure2-4 The figure of line-plane reactor by the method of series enantiomorphy设放电极上的电荷为q，采用连续镜像法，如图2.4所示。忽略边缘效应，由于对称性，只计算下半部的情况，并选择中间的一根放电极为1号导体，则1号导体同地之间的电位差为：(2.1)上式中l为放电极长度，k为1号放电极右侧的放电极根树，中括号前面的系数2是加上了1号放电极左侧放电极的作
38、用。上式可简写为：(2.2)因所有放电极都放置在线框上，每根放电极具有相同的电位，带电荷量相同，固有：(2.3)式中C10为每根放电极的对地电容，如果忽略边缘效应，并且假设放电极的根数足够多，则每根放电极的对地电容相同。总电容为：(2.4)式中（2k1）表示放电极的总根数，这样给出放电半径r，板电极距离2h，放电极之间距离b，放电极长度l和放电极的根数，即可计算出放电间隙的静态电容。2h200mm，r1mm，l1mm，改变放电极相邻距离。放电极和板电极之间总电容的测量值和计算值如表2.1所示（电容的测量采用LCR数字表）结果符合的很好。表2.1 总电容的测量值和计算值对比b(mm)C的测量值（
39、nF）C的计算值（nF）2000.150.171000.220.25500.300.322. 3 不同供电方式的电晕放电模式2. 3.1 直流供电的电晕放电模式可以用直流供电发生流光电晕模式的放电。取半径为 1cm的半球头棒状电极为正极，正极顶端与负极的距离为d。正极加直流高压。图2-5示出可能的各种放电模式。例如d=25cm，当电压从零逐渐升高，线电极有一瞬变分枝的线，流光的发生是脉冲式的，如图所示。如果电压继续升高，流光的产生越来频繁，一直到瞬变活动停止而趋于自持。这时阳极表面附近出现一稳定的薄的辉光层。这阶段的电流虽然是连续的，但有涨落，继续提高电压，电流上升，发亮的辉光的尺寸及强度也增
40、强；然后突然出现一瞬间放电。流光的特点是强有力的，流光很亮，并且伴有清晰的“咝咝”的响声，靠近阳极的地方产生一辉光层，再升高电压，最后有电火花产生，引起间隙全部击穿。图2-5 正电晕不同模式的阈（A起始流光B辉光C预击穿电压D火花）Figure2-5 the area of the different model positive corona在直流供电的情况下，气体放电类型的顺序随着电压的升高变化的顺序为：起始流光、辉光、预击穿流光、电火花。如图2-6所示：图26 直流供电模式下四种放电模式的示意图Figure2-6 Four kinds of discharging modes at th
41、e DC power supply上图为直流供电模式下，四种放电模式的示意图。（a）为初始流光，（b）为辉光，（c）为预击穿流光，（d）电火花。2. 3.2 交直流叠加供电的电晕放电模式从上述直流正电晕放电模式的分布可见，在适当电极结构和电极间隙够大的条件下，随着电压从零升高，放电模式转变的阈值有四个：Vc：由无电晕转变为起始流光。Vg：由起始流光转变为辉光放电。Vps：由辉光放电转变为预击穿流光。Vs：由预击穿流光转变为火花放电。它们大小比较情况为：VcVgVpsVs.在工业应用中，应当避免辉光电晕的出现，使这个放电区域均为流光电晕区，这样既可以节约放电能量的消耗，也可以适合工业上大功率产业化的应用。研究表明，在直流电源的基础上叠加一定的交流可以达到这种效果即把辉光放电转化成为流光放电。因为辉光生成是由于电负性气体负离子包围正极尖端表附近，在电压不很高的条件下，屏蔽了正电场，阻塞了正流光向外延伸。然而电负性气体离子形成屏蔽层需要一定的时间（约0.1ms），因此，如果AC频率大于10KHz，在辉光生成之前，电压又回升到预击穿流光区域，故放电仍保持为预击穿流光电晕。采用交直流叠加的供电方式可以实现的电晕放电模式如图2
