电机定子线棒绝缘表面放电和内部放电特征对比研究

电机定子绕组端部绝缘间隔垫块、主绝缘等固体绝缘由于表面缺陷和内部缺陷将产生局部放电,区分不同类型的局部放电对电机定子检修维护和状态评估具有一定意义。本文利用环氧树脂设计了4种固体绝缘表面缺陷、6种固体绝缘内部缺陷模型放电试验来模拟定子线棒端部固体绝缘的局部放电,采用脉冲电流法测试其局部放电信号,分析了其放电脉冲频谱特征、放电脉冲相位等信息。结果表明:表面缺陷模型局部放电脉冲频谱特征峰的峰值频率约在2~3MHz附近,内部缺陷模型局部放电脉冲频谱特征峰的峰值频率约在10~30MHz之间;固体表面的放电正脉冲幅值较大而负脉冲幅值较小,固体内部放电正负脉冲幅值均较大且放电分布近似;固体表面放电在相角为0°和180°附近没有明显的脉冲;对于固体内部放电,当气隙较小时,在0°和180°附近没有明显的脉冲,当气隙较大时,放电在0°和180°具有明显的脉冲。

航天器表面放电诱发内部电源系统电路持续放电研究

航天器内部电源系统电路在轨工作期间存在低气压放电风险,对于电路工作电压和电流都有较高要求。模拟试验研究了航天器表面放电诱发的内部电源系统电路持续放电,结果表明,航天器表面放电会干扰内部电源系统电路,并加剧低气压放电的风险,严重时产生持续放电并烧毁内部电源系统。研究结果为电路低气压放电防护提供了指导。

伪火花放电开关的表面放电触发装置研究

设计了以半导体氧化锌和陶瓷为材料的伪火花开关的两种表面放电触发器 ,这两种触发器体积小 ,结构简单 ,可焙烧 ,大量实验 (>10 5次 )表明 ,其可靠性高 ,寿命长 .用它们触发的伪火花开关在放电电压 3 0～ 2kV的范围内具有稳定的放电时延 (陶瓷触发为 5 0～ 3 4 0ns,氧化锌触发为 10 0～ 5 0 0ns)和时延抖动 (陶瓷触发为 15～ 4 0ns,氧化锌触发为 3 0～ 5 0ns) .由于触发电流大 ,因此可在极低的开关电压下触发开关 ,对耐受电压 3 0kV的伪火花开关 ,其最低可触发开关电压可小于 1kV(陶瓷触发为 60 0V ,氧化锌触发为 4 4 0V) .

表面放电对聚酰亚胺薄膜材料的电气损伤特性研究

聚酰亚胺(polyimide,PI)薄膜作为特殊工程塑料在变频电机绝缘设计中得到了广泛应用,方波脉冲电压下的局部放电是造成变频电机绝缘系统失效的主要原因之一。为探讨放电对电机绝缘的损伤作用过程,基于ASTM 2275 01标准设计一套表面放电老化试验系统,并对PI薄膜进行老化试验。表面放电使介质表面碳化,增加了PI薄膜的表面电导率,这对表面放电活性有较大的影响;借助扫描电子显微镜观察了不同放电老化阶段下PI薄膜表面及横截面的微观形貌,发现PI薄膜的降解是从试样表面逐渐向内部发展的过程;采用傅里叶红外光谱(Fourier transform infraredspectroscopy,FTIR)分析了PI薄膜在老化前后的FTIR图谱,发现PI分子主链上的醚键(C-O-C)和酰亚胺环(C-N-C)键在放电老化作用下断裂,表面放电侵蚀造成有机分子链断裂是聚合物降解的本质原因。

介质阻挡放电等离子体处理对聚酰亚胺表面放电的影响

为了研究方波脉冲下低温等离子体对聚酰亚胺（polyimide,PI）表面放电的影响,采用介质阻挡放电（dielectric barrier discharge,DBD）在大气压空气中产生功率密度为24.5 W/cm3低温等离子体,并对PI薄膜表面进行不同时间的等离子体改性,通过扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）观测其微观形貌、傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR）研究其化学结构变化,同时测试其表面电导率和耐电晕时间。研究结果表明：等离子体在PI薄膜表面引入了极性官能团;随着改性时间的增大,其表面电导率逐渐增大,而PI薄膜的耐电晕时间则先增大后减小,且当改性时间为10 s时,其耐电晕时间最大,相对于未改性的PI膜提高了17.7%;一定程度的等离子体处理（〈10 s）可增加PI薄膜表面的电荷扩散速率和电荷注入难度,从而增强耐电晕寿命;处而理时间过长（〉20 s）,则会对薄膜造成严重刻蚀,产生许多沟壑和微孔,加大电荷的注入和对高分子链的破坏,从而减小耐电晕寿命。

干式并联电抗器表面放电的原因及解决措施

通过试验、分析指出了干式并联电抗器运行中存在的主要问题，提出了相应的解决措施以提高其运行可靠性。

分段表面放电沉积效率研究

利用一种结构紧凑的分段表面放电辐射源模块,详细研究了在不同电压、电容、气压实验条件下回路等效电阻、等效电感及放电能量沉积效率的变化规律,利用四分幅相机拍摄获得了不同实验条件下的放电等离子体通道图像,分析讨论了放电等离子体运动对放电能量沉积效率的影响,提出了提高能量放电沉积效率的有效途径。

干式空心电抗器表面放电的机理和对策

通过模拟试验和理论分析，确认户外干式空心并联电抗器局部表面放电系典型的污湿放电，生成的漏电痕迹，除憎水性涂层为一有效措施之外，顶戴防雨帽、外加防雨假层以及加装均流电极均可显著提高污湿放电电压。

表面放电等离子体产生冲击波特性

采用压力传感器,分析XeF(C→A)激光器高电压表面放电光泵浦方式不同位置、不同放电电压条件下冲击波特性。研究结果表明,表面放电等离子体膨胀产生的冲击波持续时间为ms量级,在冲击波过后伴随有相对较弱的压力波。随着充电电压增加,放电过程释放能量增多,冲击波峰值压强也变大,最大压强可达1 MPa,同时冲击波峰值延后,冲击波持续时间变长。

横向表面放电光泵浦源特性研究

介绍了一种用以泵浦ＸｅＦ（Ｃ－Ａ）激光的横向表面放电辐射源，比较详细地研究了这种泵浦源的放电击穿特性、放电电流与充电电压及不同气体介质的关系、表面放电均匀性以及不同气体成分对表面放电辐射特性的影响。得到了放电击穿时间、放电峰值电流随充电电压、不同气体介质变化的曲线；分析了提高放电均匀性的途径，在电极长５０ｃｍ、间距６ｃｍ、充电电压２５ｋＶ条件下获得了均匀放电。获得了各种实验条件下放电辐射的光谱曲线；通过对辐射光谱的分析，研究了有利于光解离ＸｅＦ２的最佳实验条件，当ｐＡｒ： ｐＮ２＝１：１时，放电在远紫外波段产生的辐射最强。

伪火花放电开关的半导体氧化锌表面放电触发装置研究

准确可靠的触发技术是伪火花开关研究中的一项重要内容。因为触发方案的选择不仅关系到开关电极的结构设计 ,而且对开关的工作电压范围 ,频率和寿命有很大影响。本文首次采用半导体氧化锌 (ZnO)为材料 ,设计了伪火花开关的表面放电触发器 ,该触发器体积小 ,结构简单 ,可焙烧 ,大量实验 (>1 0 5次 )表明 ,其可靠性高 ,寿命长 ,用它触发的伪火花开关 (放电电压 30～ 2kV)具有稳定的放电时延 (80～ 4 0 0ns)和时延抖动 (2 0～ 5 0ns) ,由于触发电流大 ,因而可以在极低的开关电压下触发开关 ,对着火电压 30kV的伪火花开关 ,其最低可触发开关电压可至 4 40V。

分段表面放电击穿特性研究

给出了采用表面滑门放电诱导长距离（４２ｃｍ）、线性等离子体通道大电流放电的分段表面放电辐射源的结构，依据传输线模型计算了分段表面放电辐射源放电通道电场分布，分析了触发脉冲和比表面电容对击穿特性的影响。

表面放电光泵浦XeF(C-A)激光数值模拟

采用数值方法模拟表面放电光泵浦 Xe F( C-A)激光形成过程 ,分析反应粒子、气体温度、腔内损失、耦合透过率、Xe F2 压力对激光输出的影响 ,数值计算结果与自行研制的表面放电光泵浦 Xe F( C-A)激光器的实验结果吻合较好。

流气条件下表面放电光泵浦源重复频率运行的稳定性

以高纯度Al2O3陶瓷作为放电基底,研制了重复频率表面放电光泵浦源模块,详细地讨论了流气条件下泵浦源的放电抖动和辐射强度波动,并采用高速相机拍摄了泵浦源的放电等离子体图像,研究了等离子体的空间稳定性。研究发现：在流气状态下,泵浦源的重复频率为1~5 Hz时,泵浦源的放电抖动与放电等离子体的空间稳定性受充电电压和气体流量的影响较大,随运行频率的变化较小;辐射强度波动主要与充电电压相关,基本不受气体流量和重复频率变化的影响;在大流量条件下,提高充电电压,可以有效降低混合气体流动对泵浦源放电抖动的影响,减小辐射强度波动,改善放电等离子体的空间重复性;当充电电压达到26.8 kV时,气流量在60~300 L/min范围内,泵浦源的放电抖动可以小于45 ns,辐射强度波动小于2%,放电等离子体有很好空间稳定性。研究结果表明该表面放电光泵浦源模块在流气条件下具有良好的重复频率运行稳定性。

多通道表面放电光泵浦源触发特性研究

介绍了多通道表面放电光泵浦源的设计,理论分析了触发电压幅值及上升时间、绝缘基板厚度等参数对所设计光泵浦源触发特性的影响。分析表明:在触发电压作用下,通道两电极处电场出现强烈畸变,而通道中间电场基本为零。采用高速相机拍摄泵浦源的放电图像以及电流线圈测量各通道的放电电流这两种方法实验研究了泵浦源的同步性及放电均匀性。当氮氩混合气体总气压为0.1 MPa(氮氩体积比为3∶7),充电电压20 kV,触发电压30 kV,前沿约10 ns时,成功实现了10通道均匀放电,抖动约20 ns。实验结果表明:在保证放电装置绝缘良好的情况下,若充电电压和触发电压越高,触发电压上升时间越短,触发电极至通道的有效距离越短,则多通道放电的抖动就越小,放电均匀性越好。

陶瓷表面放电光泵浦源放电特性研究

为了提高表面放电光泵浦源的寿命,以Al2O3陶瓷作为放电基板,研制了分段表面放电光泵浦源。基于放电电压和电流波形,详细研究了泵浦源的放电周期,放电通道电阻,能量沉积效率和等离子体功率密度。发现泵浦源的放电周期、放电通道电阻和能量沉积效率均随放电间隙长度和混合气体气压的增大而变大,随充电电压的增加而减小;而等离子体功率密度主要取决于充电电压和放电间隙长度,基本不随混合气体气压的改变而变化。在充电电压为26.8 kV,气压为100 kPa,放电间隙长8 cm的条件下,泵浦源的能量沉积效率约为82%,等离子体功率密度达到了9.36 MW/cm。实验研究表明:Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源具有良好的放电特性,较同等条件下聚四氟乙烯表面放电光泵浦源的等离子体功率密度更高,可产生更强的真空紫外辐射,辐射亮度温度大于23 kK。Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源适用于光泵浦XeF2气体形成大功率XeF(C-A)蓝绿激光。

电极留边量与高压陶瓷电容器表面放电关系的研究

本文从电极边缘处瓷片表面的局部放电现象出发 ,采用链形等值回路 ,对电极边缘具有一定留边量的电容器瓷片的边缘电场进行了分析 ,从理论上定量解释了留边量与瓷片表面放电起始电压和边缘击穿电压的关系 ,进而按照能量转换关系 。

表面放电型彩色AC-PDP对比度的提高

对驱动波形和制作在显示电极对间的黑条对表面放电型AC PDP对比度的影响进行了实验研究 ,结果表明 ,改进驱动波形和采用黑条技术是提高PDP暗室对比度和亮室对比度的有效措施。并且开发出一种新型电压波形用于 2 1英寸彩色AC PDP的驱动 。

伪火花放电开关的陶瓷表面放电触发研究

设计了伪火花开关的陶瓷材料表面放电触发器 ,该触发器体积小 ,结构简单 ,可焙烧。经大量实验 (>10 5次 )表明 ,较传统的表面放电触发器可靠性提高 ,寿命延长 ,用它触发的伪火花开关 (放电电压 30～ 2kV)具有稳定的放电时延 (5 0～ 340ns)和时延抖动 (15～ 4 0ns)。由于触发电流大 ,因此可在极低的开关电压下触发开关 ,对耐受电压 30kV的伪火花开关 ,其最低可触发开关电压可至 6 0 0V。

介质层厚度及其表面放电对指纹放电成像质量的影响

根据介质阻挡放电的原理,建立了介质阻挡放电人体指纹图像的提取装置.采用静态指纹提取方法,比较了3种不同厚度(0 1mm、0 2mm、0 3mm)介质层时指纹图像的清晰度.结果表明,随着介质层厚度的增加,放电空间的电场趋于均匀,导致指纹放电强度在空间均匀化,从而使指纹成像的分辨率下降.利用动态指纹提取方法观察到了手指在介质层表面产生的沿面放电现象.实验中观察到,金属圆柱体和长方体之间表面放电的长度是有限的,从而证实发生在纹脊之间的沿面放电并不会对图像分辨率产生较大的影响.研究结果表明,为提高指纹图像的清晰度,采用较薄的介质,使用纳秒脉冲放电技术降低沿面放电的程度,是十分必要的.