行业纵横---等离子体及应用专业委员会
 

Plasma Science and Technology 专题论文-2016全国“高电压与放电等离子体”学术会议专题论文介绍
发表时间:2018/6/1 7:41:43  点击:439

    基于放电等离子体在能源、环境、材料和医学等领域广阔的应用前景和独特的应用优势,放电等离子体基础和应用研究受到越来越多的学者关注。放电等离子体的理论、模型和模拟、测量和诊断技术、等离子体源和应用等在过去二十年中均取得了相当大的进展。放电等离子体及应用已发展成为一个与等离子体物理和化学、脉冲功率技术、高电压绝缘以及其他多个领域密切相关的交叉研究领域。为了促进放电等离子体在我国电工学科的发展,中国电工技术学会于2016年4月20日正式批复成立了中国电工技术学会等离子体及应用专业委员会。随后,专委会于2016年11月26–27日在北京组织召开了第一届全国“高电压与放电等离子体”学术会议。参加会议的有来自全国110多家高校、科研院所以及企业界的431名代表,会议共收到投稿摘要281篇、中英文全文论文132篇,其中有17篇论文经严格同行评审后推荐至 Plasma Science and Technology(PST) 于2017年第六期以专题形式发表。
    “高电压与放电等离子体”学术会议的目的是为放电等离子体研究提供讨论、交流和展示的平台,促进放电等离子体研究人员之间,以及和其它相关交叉学科研究人员之间的深入交流。Plasma Science and Technology 一直致力于报道等离子体科学与技术研究领域的理论、实验和应用方面的成果和进展,已刊登了大量具有较大影响力的论文,并多次组织过放电等离子体领域的相关论文专题,为学科的探讨、交流提供了平台,促进了放电等离子体领域的快速发展。通过刊登本专题论文,希望展示放电等离子体领域的研究进展,进一步提升研究人员对放电等离子体的认识和关注,促进该领域研究的深入发展及与其关联领域的深入交叉融合。
    本专题17篇论文的主要内容如下:
    第一篇文章由南京工业大学张波、方志等人撰写。论文就不同位置的地电极影响大气压氩气等离子体射流的产生和演化进行了研究,利用电学和光学诊断技术明确了不同电极布局的等离子体射流的放电模式、激发态活性物质相对强度、激发温度、转动温度和振动温度变化规律。研究结果可为获得更高效率的等离子体射流提供实验数据支持。
    第二篇文章由复旦大学王永刚、刘克富等人撰写。论文对高压重复频率全固态脉冲电源与介质阻挡放电(DBD)紫外灯负载的阻抗匹配进行了研究,建立了等效电路模型,分析了匹配参数对DBD负载的电气参数的影响,确定匹配电路参数。通过实验,测量加入匹配电路前后DBD紫外灯的发射功率,评估匹配电路效果。研究结果可为优化和提高DBD反应器能量利用效率提供参考和依据。
    第三篇文章由西安交通大学陈毅、荣命哲等人撰写。论文从微观角度研究纵向磁场对于真空断路器开断过程中电弧鞘层发展影响,采用PIC-MCC方法建立了仿真模型,仿真计算得到了在不同的纵向磁场条件下鞘层厚度随时间的变化情况,以及在鞘层的发展过程中电子、离子的空间分布状况和随时间发展的扩散情况,从而为理解真空断路器开断物理过程提供了理论依据。
    第四篇文章由复旦大学徐迪、刘克富等人撰写,论文利用介质阻挡放电低温等离子体从超声波水雾中制取过氧化氢,并研究了放电参数和环境温度对过氧化氢产率的影响。结果显示纳秒脉冲放电等离子体相对于高频交流放电等离子体具有更高能量效率和更低的加热效应,可以获得更高产率的过氧化氢,其中过氧化氢浓度可以达到30 mg/l,单位能量产率为2 g/kWh。
    第五篇论文由大连理工大学王森、王文春等人撰写。论文利用介质阻挡放电等离子体辅助球磨和普通球磨合成氮化铝(AlN)纳米粉末,采用光谱诊断了等离子体中的活性粒子,分析了两种球磨过程中AlN的不同形成机制以及等离子体的促进效应。结果显示,等离子体辅助球磨能更高效地合作AlN,具有更低的反应温度,得到更小的晶粒尺寸和活化粉末,从而为制备纳米材料提供了新方法。
    第六篇文章由大连理工大学张丽、杨德正等人撰写。论文采用高分辨率光学诊断技术对纳秒脉冲电源激励的针-板电极结构介质阻挡放电等离子体的特性进行了研究,获得了放电图像时-空分布、光谱发射强度和等离子体旋转和振动温度等,通过分析旋转和振动温度的时空维度的演变,分析了等离子体中能量分布及转移过程,为深入理解纳秒脉冲的放电机制提供参考。
    第七篇文章由大连理工大学赵紫璐、王文春等人撰写。论文研究了交流电源激励的大气压空气体积耦合表面介质阻挡放电等离子体的特性,诊断和分析了放电图像、电压电流波形以及发射光谱等特性,研究了电压对氮特征谱线以及旋转和振动温度的影响,发现外加电压变化时,表面放电的转动温度的变化快于体放电,研究结果可为深入理解介质阻挡放电特性提供参考。
    第八篇文章由南京工业大学刘峰、方志等人撰写。论文利用发射光谱技术测量了含水蒸汽条件下氮气脉冲电晕放电产生的OH、O、H、N2(C)、N2+等活性粒子的发射光谱,并对其随电压,脉冲重复频率和氧气含量的变化规律进行研究。通过研究这些活性粒子的生成和淬灭过程,揭示放电中O和H活性原子与电子密度和电子温度的关系,为获得优化脉冲电晕等离子体化学活性提供实验数据支持。
    第九篇文章由复旦大学肖泽铧、刘克富等人撰写。论文报道了利用大气压空气介质阻挡放电等离子体进行高浓度二甲苯的研究结果,研究了不同放电电压与停留时间下的二甲苯转化率、碳氧化物选择性与能量效率。通过测量放电区域产生的自由基与激发态原子推断了二甲苯的氧化降解机制,获得90%转换效率和80%的矿化率。研究结果为等离子体高效降解VOCs提供了有力支持。
    第十篇文章由西南交通大学的高国强、魏文赋等人撰写。论文报道了锯齿形电极参数对SDBD(沿面介质阻挡放电)特性的影响,通过改变锯齿形电极的尖锐度和分布,分别进行了SDBD放电实验,研究了放电功率、温度分布和诱导气流的速度分布等变化规律,得到了最大功率和诱导气流的速度的电极的尖锐度和分布条件。论文的实验结果对提高等离子体减阻效果具有重要参考作用。
    第十一篇文章由清华大学蔡元纪、关永刚等人撰写。论文研究了特高压气体绝缘开关设备瞬态壳体电位的统计特征参数,通过对大量TEV测量结果的统计分析,获取了特高压GIS设备TEV的统计特征参数,从试验角度验证了用于TEV分析的传输线理论,并比较了TEV各统计特征参数与重复击穿过程相关参数间关系。研究结果可为建立TEV标准化试验波形和进一步研究TEV模型仿真提供支持。
    第十二篇文章由北京理工大学刘向阳等人撰写。论文报道了利用局部热平衡和光学薄假设对聚四氟乙烯等离子体的热辐射特性进行了模拟计算的结果。发现线辐射是聚四氟乙烯等离子体的主导机制,发射系数随着温度和气压而增加,并且其与气压呈现出对数线性关系;等效发射率随温度复杂变化,在20 000 K至25 000 K之间有一个极值点。
    第十三篇文章由大连理工的王奇、丁洪斌等人撰写。论文利用一维自洽流体模型对脉冲辅助射频容性放电等离子体去除NO的关键问题进行了研究,发现脱除NO的过程可以分快反应阶段、NO去除阶段和放电维持阶段等三个阶段,每一阶段中的关键反应项与物理机制不同。低幅值射频电压基础上叠加高幅值、低占空比的脉冲电压,可以高效地去除NO,结果为高效去除NO提供了理论依据。
    第十四篇文章由国防科技大学的陈绒、程新兵等人撰写。论文研究了一种分数比可饱和脉冲变压器及其在微秒脉冲调制器中的应用,结果表明这种脉冲变压器在保证高升压比的同时输出质量较高的波形。其在调制器中作为升压模块,脉冲调制器能在3900 Ω的负载上获得脉冲宽度1.5 μs,电压幅值29 kV的准方波脉冲信号。论文报道的紧凑型可饱和脉冲变压器可应用到多个领域的放电驱动。
    第十五篇文章由南昌大学钱沐杨和大连理工大学王德真等人撰写。论文利用数值模拟方法研究脉冲直流的电压上升时间对大气压氦气/空气等离子体射流的影响,发现当脉冲电压上升时间从10 ns到30 ns这个过程中,放电电流峰值则从0.052 A降到0.038 A,更短的电压上升时间会提高等离子体产生效率和活性。论文的结果可为产生高效的低温等离子体提供理论参考。
    第十六篇文章由武汉大学王羽、文习山等人撰写。论文考虑叶片转动的风力发电机长空气间隙接闪放电特性进行了试验研究,设计制作了圆弧形高压电极以及控制叶片转速的动力传动系统,对旋转风机缩比模型进行了2 m、4 m和6 m空气间隙下的接闪放电试验,并观测了放电过程,得到实际旋转风机会促进其引雷能力的结论,从而为风电机组的防雷保护提供了参考借鉴。
    第十七篇文章是由大连理工大学商克峰、李杰等人撰写。论文报道了利用气液相脉冲放电等离子体激活过二硫酸盐辅助降解对硝基酚的研究成果,通过在废水中添加过二硫酸盐,利用脉冲放电在水中产生更强的氧化基团,进而获得更高的氧化能力。加入过二硫酸盐后处理较单纯的脉冲等离子体降解效率和能量效率分别提高了34%和18 mg/kWh。论文结果为提高等离子体高效水处理提供了参考。
    值此专题出版之际,衷心感谢各位专家、学者对2016全国“高电压与放电等离子体”学术会议的关注;感谢各位作者为此专辑奉献的高水平论文以及审稿专家花费宝贵时间的认真评审和评价;感谢大会主席和编辑出版委员会对本专题论文的准备、遴选等提供的指导和帮助;特别感谢 Plasma Science and Technology 期刊编辑部的大力支持及各位编辑对本专题论文的评审和发表等工作的热情付出。
 
专题编辑简介:
方志(1975—)男,博士。1999、2002和2005年分别在西安交通大学获得本科、硕士、博士学位,现为南京工业大学电气工程与控制科学学院教授。2011年至2012年在美国A J Drexel Plasma Institute访学,2016年8月–9月在英国利物浦大学访学。IEEE Senior Member(高级会员),IEEE Nuclear and Plasma Sciences Society、IEEE Dielectrics and Electrical Insulation Society会员,中国电工技术学会等离子体及应用专委会委员,中国计量测试学会自动计量测控技术专业委员会委员,陕西省高压放电与等离子体工程技术中心技术委员会委员。
    一直从事气体放电等离子体技术及应用、高电压绝缘和高电压测量技术等方面的研究工作。 近几年,共主持国家、省部级科研项目15项,包括国家自然科学基金3项,江苏省各类基金和人才项目6项,国家重点实验室开放课题4项,参与了国家自然科学基金和江苏省科技支撑计划等相关课题的研究工作10项,主持横向科研项目8项,参编专著3部,申请授权发明专利9项。在国内外重要学术期刊上共发表论文100余篇,其中SCI收录40余篇,EI收录40余篇。担任绝缘材料编委,担任20多个国内外期刊的审稿人以及国家自然科学金、美国自然科学基金和捷克自然科学基金等评审人。2008年江苏省“青蓝工程”骨干教师培养对象,2014年江苏省“青蓝工程”中青年年学术带头人培养对象,2014年江苏省“六大人才高峰”人才。获2006和2014年江苏省优秀毕业设计指导教师二等奖等教学奖励多项,多次获得中国电机工程学报、高电压技术及电工技术学报等期刊优秀审稿人和突出贡献奖。
程诚(1979—),男,博士,副教授,中国科学院等离子体物理研究所硕士生导师,2006年7月于中国科学技术大学获等离子体物理专业博士学位,2013年1月至2014年1月在香港城市大学物理与材料科学系交流访问。担任《高电压技术》“放电等离子体专家组特聘专家” (2014–2016), 《气体放电与等离子体及其应用》著作丛书编委(2015–2025),中国电工技术学会等离子体及应用专业委员会委员(2016年起)。
    主要从事低温等离子体物理及其应用研究,重点开展大气压等离子体发生系统研制,大气压等离子体源相关特性参数的诊断,等离子体失活微生物机理和等离子体诱导癌细胞凋亡机理等方面的研究。目前在Applied Physics Letters,Scientific Reports,Plasma Processes and Polymers,Physics of Plasmas,Journal of Applied Physics,Surface & Coatings Technology等国际期刊发表论文30余篇。担任Scientific Reports,Journal of Physics D:Applied Physics,Surface & Coatings Technology,IEEE Transaction Plasma Science,Journal of Applied Physics,Materials Chemistry and Physics,Chinese Physics B,Plasma Science and Technology,《高电压技术》期刊的审稿人。承担国家、安徽省、中科院各类基金7项,其中国家自然科学基金1项,安徽省自然科学基金1项,中科院基金4项,横向开发基金1项。


Plasma Science and Technology 2017年第6期目录
Vol 19, No 6, 060101–064017, June 2017
SPECIAL ISSUE: SELECTED PAPERS FROM THE 2016 NATIONAL CONFERENCE ON HIGH VOLTAGE AND DISCHARGE PLASMAS


EDITORIAL
060101 Special issue on selected papers from HVDP 2016
Zhi Fang and Cheng Cheng
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/60101


SPECIAL ISSUE PAPERS
064001 The influence of grounded electrode positions on the evolution and characteristics of an atmospheric pressure argon plasma jet
Bo Zhang, Ying Zhu, Feng Liu and Zhi Fang
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64001


064002 Impedance matching for repetitive high voltage all-solid-state Marx generator and excimer DBD UV sources
Yonggang Wang, Liqing Tong and Kefu Liu
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64002


064003 Influence of the axial magnetic field on sheath development after current zero in a vacuum circuit breaker
Yi Chen, Fei Yang, Hao Sun, Yi Wu, Chunping Niu and Mingzhe Rong
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64003


064004 Influence of electrical parameters on H2O2 generation in DBD non-thermal reactor with water mist
Di Xu, Zehua Xiao, Chunjing Hao, Jian Qiu and Kefu Liu
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64004


064005 Comparative research of plasma-assisted milling and traditional milling in synthesizing AlN
Sen Wang, Wenchun Wang, Zhijie Liu and Dezheng Yang
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64005


064006 Spatiotemporal characteristics of nanosecond pulsed discharge in an extremely asymmetric electric field at atmospheric pressure
Li Zhang, Dezheng Yang, Sen Wang and Wenchun Wang
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64006


064007 Electrical characters and optical emission spectra of VBD coupled SBD excited by sine AC voltage in atmospheric air
Zilu Zhao, Dezheng Yang, Wenchun Wang, Hao Yuan, Li Zhang and Sen Wang
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64007


064008 Generation of reactive atomic species of positive pulsed corona discharges in wetted atmospheric flows of nitrogen and oxygen
Feng Liu, Bo Zhang, Zhi Fang and Wenchun Wang
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64008


064009 High concentration xylene decomposition and diagnostic analysis by non-thermal plasma in a DBD reactor
Zehua Xiao, Di Xu, Chunjing Hao, Jian Qiu and Kefu Liu
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64009


064010 Parametric study on the characteristics of a SDBD actuator with a serrated electrode
Guoqiang Gao, Kaisheng Peng, Lei Dong, Wenfu Wei and Guangning Wu
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64010


064011 Statistical characteristics of transient enclosure voltage in ultra-high-voltage gas-insulated switchgear
Yuanji Cai, Yonggang Guan and Weidong Liu
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64011


064012 Thermal radiation properties of PTFE plasma
Xiangyang Liu, Siyu Wang, Yang Zhou, Zhiwen Wu, Kan Xie and Ningfei Wang
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64012


064013 Investigation of NO removal using apulse-assisted RF discharge
Qi Wang, Yanhui Wang, Haochen Wang, Zhanhui Wang and Hongbin Ding
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64013


064014 Research of a fractional-turn ratio saturable pulse transformer and its application in a microsecond-range pulse modulator
Rong Chen, Jianhua Yang, Xinbing Cheng and Zilong Pan
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64014


064015 Effect of pulse voltage rising time on discharge characteristics of a helium–air plasma at atmospheric pressure
Muyang Qian, Gui Li, Sanqiu Liu, Yu Zhang, Shan Li, Zebin Lin and Dezhen Wang
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64015


064016 Experimental study of rotating wind turbine breakdown characteristics in large scale air gaps
Yu Wang, Lu Qu, Tianjun Si, Yang Ni, Jianwei Xu and Xishan Wen
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64016


064017 Activation of peroxydisulfate by gas–liquid pulsed discharge plasma to enhance the degradation of p-nitrophenol
Kefeng Shang, Hao Wang, Jie Li, Na Lu, Nan Jiang and Yan Wu
http://pst.hfcas.ac.cn/CN/Y2017/V19/I6/64017