高电压技术在其他领域的应用「高电压技术应用方面」

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高电压新技术及其在各领域的应用

等离子体技术及其应用

等离子体（Plasma）是由正、负离子和电子，以及一些原子、分子组成的集合体，可以是固态、液态和气态，宏观上一般成电中性。等离子体中各种带电粒子在电场和磁场的作用下，相互作用，引起多种效应。根据等离子体的特点，有多种应用方式，现已构成电工技术的一个新领域。

高温等离子体的温度为eV（等离子体的温度通常用电子伏表示，1 eV相当于K）.主要用于热核聚变发电。典型的聚变反应为气-氘反应和氘-氚反应。

通常把温度在几十万摄氏度以下的等离子体称为低温等离子体。这种称呼只是学术上的叫法.在日常生活中，几十万摄氏度的温度已经是非常高了。低温等离子体又分为热等离子体和冷等离子体。近年来，低温等离子体得到非常广泛地研究，关于这种等离子体的文章数量已大大超过核聚变等离子体的文章数量。由于低温等离子体中含有大量的高能电子、离子、受激原子和分子以及自由基，它易于参与及促进各种化学反应，因此它在微电子制造，材料改性、治金、环境保护等方面获得越来越广泛的应用。低温等离子体科学技术在 21世纪会得到更大的发展。

激光放电

激光是激光振荡器发出的强度大、方向集中的光束。用激光照射气体引起的气体放电称为激光放电。当激光脉冲的作用时间短，或激光作用于低气压气体时，气体原子连续吸收几个光子使电子获得超过电离能的能量而成为自由电子，并引发击穿。在高气压及宽脉冲激光的作用下，气体中的初始电子从激光中获得能量，与原子碰撞时引起碰撞电离，形成电子崩，并引发击穿。曾有学者提出，可应用激光导向击穿技术，将雷电引导至选定的地点.以保护设备或建筑物。利用激光束来触发火花间隙，可制成动作准确的开关，应用于高电压大功率脉冲试验装置中。

液电效应及其应用

在封闭的液体容器中进行冲击放电，会引起容器内压力的急剧变化，这种现象称为液电效应。液电效应的瞬时冲击压强可高达600~1 500 Pa.有巨大的实际应用价值。

液电效应的应用有以下几方面∶

①破碎，如导体材料、弹性材料、冶金渣、花岗石等。

②成型和锻压。

③机械加工，例如，2 min内完成100 mm粒径宝石的钻孔;切割石英棒、陶管、瓷管、石板等;由一系列间隙形成长"锯条"，锯任何非导体材料或石材。

④探矿，例如，海中勘探石油，效果很好。

⑤医疗，例如，用体外冲击波碎石机粉碎肾结石。

静电技术及其应用

静电感应、气体放电等效应可以用于生产、生活等多方面的活动，形成了静电应用技术，简称静电技术，广泛应用于电力、机械、轻工以及高技术等领域。

一、静电分选

静电分选用于导电体或介电体固体材料粒子的分离，如粮食净化茶叶挑选。冶炼选矿，纤维选拣等.是一种利用电场对导电材料或介质材料的静电力，选择性地分离不同材料的技术。

进入分选区（静电场）前，，待分选的固体材料应先带电。带电情况分以下三种：

①两种材料带反向电荷，在进入分选区后，不同粒子受到的电场力方向相反，因而被分离出来;

②两种材料中只有一种显著带电，或两种材料粒子所受电场力大小不同，当申场力的差别足够时两者将被分离;

③不同材料的粒子进入分选区时被极化，但偶极矩显著不同，电场也能使它们分离。

二、静电喷涂

静电喷涂是利用静电吸附作用，将涂料或漆液涂敷到目标物上的技术。聚合物涂料的静电喷涂技术广泛应用于仪器仪表、电气设备绝缘、元器件外保护和导体外绝缘等方面。直径约5~30 μm 的聚合物涂料粒子，因电晕电极产生的电荷作用而带电，在压缩空气和静电力的作用下，飞向接地的工件（被涂物）。

静电喷漆广泛应用于汽车、机械、家用电器。从喷枪喷出的漆雾因高压静电场的作用而带电，并飞向间带异号电荷的工件，在工，件表面沉积成均匀的漆膜。使用静电畸漆工艺时.漆液利用率高，对周围环境的影响小。

三、静电植绒

静电植绒是利用静电原理生产绒毛制品的技术。可用来生产以下几种米型的制品，纤维制品（地痰、坐、人造皮手和印花绒布等）.塑料制品（装饰布.保书用吸声布等）和全属制品（装饰材料、保护材料和隔热材料等）。

四、静电纺纱

在纺纵过程中利用散H场对维的作用使经维得到伸直排列和混聚 是种新我纺然技术。美国于1949年首先进行研究.目前在世界上仍处于理论探讨和试验阶段，尚未达到工业生产规模。中国从 1958年开始研究，现已建立了中试车间，并能稳定地进行几十个品种的生产。

五、静电制版

静电制版是利用静电复印原理，使具有光导电性能的纸版成为静电照相版。与传统的照相制版相比，静电制版速度快、工序少、成本低、操作简便、节约白银。

静电还有其他应用，如静电轴承、静电透镜、静电陀螺仪和静电火箭发电机等。

在环保领域的应用

当前，人类正面临着有史以来最为严重的环境危机。空气污染、臭氧层破坏、酸雨危害、全球变暖与海平面上升、淡水供给不足与水源严重污染、土壤流失与土地沙漠化、森林资源减少、生物物种锐减等，严重威胁着世界经济的发展、人类的健康和社会的安定，亟待世界各国、各行各业行动起来，解决日益严重的环境危机，从而走上可持续发展道路。

一、静电除尘

静电除尘用于工厂烟气除尘。它是利用静电场的作用，使烟气中的尘粒带电，并将其从烟气中分离、去除的技术。静电除尘实际上也是一种分选。

二、静电喷雾

静电喷雾是利用静电吸附作用，将农药喷洒到防治对象上。农药的喷洒可使用静电喷客机或静申喷粉机。将数百到数千千伏的直流高电压接至喷头.药液或药粉通过喷头时颗粒带电，而防治对象则因静电感应而带反向电荷，这样，药液或药粉颗粒在静电场作用下飞向防治对象。静电喷洒显著提高了命中率，减少了药剂损失和环境污染。同时药剂可喷洒到对象背面，增强了防治效果。

三、烟气脱硫

我国的一次能源以煤为主，煤直接燃烧产生大量的SO，和 NO.等污染物。目前国内外正在大力研究低温等离子体。热等离子体。脉冲功率技术及由子康技术在环境保护中的应用，试图解决有毒有害气体，特别是 SO，和 NO.、难降解高分子有机废水、污水、污泥、放射性废料和剧毒废料处理等严重的环境问题，可望在不久的将来得到解决。其中，脉冲电晕放电等离子化学（PPCP）方法是 20世纪 70年代发展起来的，被认为是解决SO，和NO.问题的最有发展前途的新技术，它们具有联合脱硫脱硝、高效率、可回收资源、无二次污染、可与静电除尘器联合使用等优点。

目前，日本、美国、意大利、俄罗斯、中国等国家都开展了PPCP方法的研究。试验规模已从用 SO，和 NO，配制的模拟烟气进行实验室研究，发展到用垃圾焚烧场烟气和燃煤发电厂烟气进行小规模试验。目前，规模最大的工业化试验是在意大利的一个热电厂进行的，它是1000 m²'/h烟气量的工业小试。

在材料、冶金及加工中的应用

电弧等离子体的温度从几千摄氏度到几十万摄氏度，是一种非常优异的热源。电弧等离子体冶炼技术和其他电炉冶炼技术相比，具有如下优点∶电能转变为高热焓气体执能的效率高;电弧等离子体能提供比常规熔炼方式更高的温度，更于净更集中的热量∶在集中的高强度热源条件下，冶金过程大大加快，反应进行更彻底;能实现某些在一般条件下不能进行的反应，制取有特殊性能、特殊结构的材料，可强化许多现有的过程。

等离子炼过程谷易控制，操作稳定、简单，电源设备不复杂.防气量少在当前环墙保护要求日益严格的条件下，等离子冶炼技术是降低成本、减少污染的一种很有前途的方法。目前，等离子冶炼技术已用于矿石和精矿的热分解、熔炼、氧化、还原等过程，并且已有用于碳钢或合金钢生产的容量达 30~40t的直流电弧等离子体炉。等离子体炉还可用于铁合金的生产，难熔金属和合金的熔化.以及从工业副产品、废料、切屑、边角料中回收废金属等领域。

在照明技术中的应用

光电源通常分为热辐射光源和气体放电光源两大类。前者是利用被加热（白炽）物体的辐射效应而发光，后者则是通过气体放电将电能转换为光能。

气体放电光源中，应用较多的是辉光放电和弧光放电现象。辉光放电用于霓虹灯和指示灯，弧光放电有很强的光输出，用于照明光源。气体放电灯的用途极为广泛，在摄影、放映、晒图、照相复印、光刻工艺、化学合成、荧光显微镜、荧光分析、紫外探伤、杀菌消毒、医疗、生物裁培、固体激光等方面也都有广泛的应用。如说虹火工（neon lamp）是一种装饰使用的高电压、弱电流气体放电灯。气体放电照明灯的泡壳与电极间采用真空密封，泡壳内充有放电气体，荧光灯、高压汞灯、钠灯和金属卤化物灯是应用最多的照明用气体放电灯。