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脉冲电压及微波场作用下固体介质表面放电/闪络现象的机理与抑制
来源:电力设备电气绝缘国家重点实验室   作者:管理员   人气:3696  发布时间:2010/3/1
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负责人和研究队伍:张冠军、马新沛、李光新、李洪杰、董明、研究生5人等

拟解决的关键科学问题

固体介质的表面放电/闪络现象严重制约了很多电气电子系统的整体系能,而目前对其起始机理和发展过程还没有取得统一的认识,只有一些实验数据和特定条件下的经验公式。本项目拟通过对多种绝缘材料在真空和气体氛围中在脉冲电压及微波场下的表面放电/闪络的诊断、机理与抑制进行深入的研究,提出合适的诊断技术和方法;研究多种表面界面特性参数对表面放电/闪络的影响规律,建立在不同氛围中不同材料在高场下表面放电/闪络现象的理论模型;提出可行的抑制方法。

主要研究内容

1介质阻挡放电特性的研究,如研究放电的时域-频域特性和发光的光谱及空间分布特性、研究不同材料(多种绝缘材料和半导体材料)对放电特性的影响、研究波形参数和重复频率对放电特性的影响等;

2)低温等离子体特性的研究,如研究不同材料、波形参数及重复频率对等离子体中的电子温度的影响、研究不同材料、波形参数及重复频率对等离子体中的电子密度的影响、研究波形参数和重复频率对等离子体中存在的各种活性粒子成份的影响等;

3低温等离子体用于材料表面改性的研究,如研究空气及氩气中DBD对聚四氟乙烯(PTFE)等高分子材料表面进行改性的效果、用SEM观察、接触角测量和XPS分析等手段研究DBD处理后PTFE的表面特性、讨论处理效果不同的原因并分析DBDPTFE表面作用的机理等;

4低温等离子体用于甲醛处理的研究,如研究不同电压类型下,不同放电装置尺寸,不同处理时间下低温等离子体处理甲醛效果的影响、研究低温等离子体处理甲醛的机理等。

研究目标

了解介质阻挡放电特性,明确不同材料、波形参数及重复频率对放电特性的影响;明确产生的等离子体中各种活性粒子的成份以及电子温度、电子密度等参数,达到对等离子体的过程控制;明确等离子体对高分子材料表面处理的机理,用于调整高分子材料的表面憎水性和表面能等特性;明确低温等离子体处理甲醛的机理;得到不同电压类型下,不同放电装置尺寸,不同处理时间下,低温等离子体处理甲醛效果的变化规律;提高低温等离子体处理甲醛的效率。

研究方案

1)提出适合于高场作用下固体电介质沿面闪络现象研究的诊断技术和方法;

2)针对几种常用绝缘材料掌握其在真空、气体等多种介质环境中表面放电/闪络的特性,以及不同介质氛围及其界面、固体电介质自身的微观结构、组分、二次电子发射系数、陷阱参数等对其放电闪络现象的影响规律,提出高场作用下固体介质表面放电/闪络的发生发展规律和理论模型;

3)提供适用于脉冲功率装置中常用绝缘的优化结构,研制出2~3种适用于脉冲功率装置绝缘的性能优良的新型材料。
 
 
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