本文關鍵詞：快脈沖下尼龍和有機玻璃沿面閃絡特性的實驗研究

  更多相關文章： 快脈沖 有機玻璃 尼龍 氮氣 十二烷基苯 沿面閃絡 閃絡場強

【摘要】：在脈沖功率裝置中,固-液和固-氣復合絕緣結構普遍存在,其閃絡電壓都表現出與相應體擊穿不相稱的水平,因此成為制約高功率裝置操作電壓等級的主要因素。國內外對此沿面閃絡現象的研究主要集中在直流、工頻和雷電沖擊下,而納秒脈沖下的沿面閃絡研究較少。本文基于脈沖功率技術的實際需求,對微秒和納秒快脈沖下兩種常用絕緣材料—有機玻璃和尼龍分別在氮氣和十二烷基苯中的沿面閃絡特性進行了研究。本文建立了絕緣材料沿面閃絡實驗平臺,包括研制不同上升時間和幅值的脈沖電源、納秒脈沖測量系統(tǒng)、氣體容器、液體容器、實驗電極系統(tǒng)等。其中,脈沖電源根據氣體和油中對輸出電壓的要求不同,所采取的設計方案有所不同,最終得到最陡脈沖的上升時間為15ns,最大輸出電壓幅值為250kV;納秒脈沖測量系統(tǒng)使用的是電阻分壓器配合示波器;實驗電極為平面電極,在間隙中形成的電場為稍不均勻場。分析了三結合點處的初始電子的發(fā)射對氣體中絕緣材料閃絡發(fā)生的影響,理論推導了沿面閃絡場強和氣體壓強、氣體介電常數的關系式,能夠有效解釋沿面閃絡場強隨氣壓、間隙距離、脈沖上升時間的變化趨勢。以三結合點處場致電子發(fā)射和二次電子崩理論為基礎,描述了油中絕緣材料沿面閃絡的發(fā)展過程。實驗研究了在直流電壓、微秒脈沖、不同上升時間的納秒脈沖作用下,有機玻璃和尼龍在氮氣介質中沿面閃絡電壓/場強隨氮氣氣壓、閃絡距離等參數的變化規(guī)律以及在十二烷基苯中沿面閃絡電壓/場強隨閃絡距離等參數的變化規(guī)律。研究結果表明:當氣壓較小時,隨氣壓的增大,閃絡場強增長較快,而當氣壓較高時(大于3個大氣壓),隨氣壓的增長,閃絡場強的增加變緩,趨于飽和。同時,在較小間距(小于5mm)下,增大氣壓的方式對于絕緣能力的提高很有限,而間隙距離較大時,增大氣壓可以作為絕緣能力提高的有效途徑。在相同的氣壓下,有機玻璃和尼龍在快脈沖下的閃絡場強比在直流下的要大很多,但隨著氣壓和間隙距離的增大,快脈沖下的閃絡場強和直流下的閃絡場強的差異呈下降趨勢。沿面閃絡電壓隨著閃絡距離的增加而提高,但隨著絕緣距離的增加,閃絡場強明顯降低。脈沖電壓上升沿越陡,閃絡場強越高。無論在氣體還是油中,有機玻璃的沿面絕緣性能要優(yōu)于尼龍。
【關鍵詞】：快脈沖 有機玻璃 尼龍 氮氣 十二烷基苯 沿面閃絡 閃絡場強
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM21
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 固-氣界面閃絡研究現狀11-14
• 1.3 固-液界面閃絡研究現狀14-17
• 1.4 目前存在的問題17
• 1.5 論文的主要工作17-19
• 2 快脈沖下沿面閃絡實驗系統(tǒng)19-38
• 2.1 實驗系統(tǒng)的構成19
• 2.2 高壓脈沖發(fā)生器與脈沖陡化19-28
• 2.3 測量系統(tǒng)28-34
• 2.4 試品與電極34-37
• 2.5 本章小結37-38
• 3 氮氣中尼龍和有機玻璃的沿面閃絡特性38-50
• 3.1 氣體中絕緣材料沿面閃絡機理38-40
• 3.2 氣體中沿面閃絡的影響因素40-41
• 3.3 沿面閃絡的實驗結果及分析41-48
• 3.4 本章小結48-50
• 4 十二烷基苯中尼龍和有機玻璃的沿面閃絡特性50-61
• 4.1 十二烷基苯中絕緣材料的沿面閃絡實驗結果50-56
• 4.2 十二烷基苯中絕緣材料的沿面閃絡機理探討56-59
• 4.3 本章小結59-61
• 5 結論與展望61-63
• 5.1 全文總結61-62
• 5.2 后續(xù)工作展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-70

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 李黎;馮希波;鮑超斌;張欽;林福昌;潘垣;;快速晶閘管在納秒脈沖高壓發(fā)生器中的應用分析[J];中國電機工程學報;2013年16期

2 李黎;鮑超斌;馮希波;林福昌;潘垣;;納秒快脈沖下氣體開關的過電壓擊穿[J];中國電機工程學報;2013年07期

3 趙瑩;嚴萍;王玨;張適昌;徐蓉;張東東;冉慧娟;;氮氣介質高氣壓開關特性[J];強激光與粒子束;2012年05期

4 劉毅;林福昌;馮希波;鐘和清;張欽;李化;戴玲;;鐵心式脈沖變壓器的諧振充電特性[J];中國電機工程學報;2012年01期

5 辛佳祺;李名加;康強;;高變比螺線空芯脈沖變壓器[J];強激光與粒子束;2010年01期

6 賈志杰;張喬根;張斌;范建斌;李金忠;李鵬;;直流下SF_6中絕緣子的閃絡特性[J];高電壓技術;2009年08期

7 李名加;常安碧;康強;;具有大耦合系數的Tesla變壓器理論分析[J];高電壓技術;2006年05期

8 黃文力,孫廣生,王玨,嚴萍;液體介質擊穿機理研究進展[J];高壓電器;2005年02期

9 王玨,邵濤,嚴萍,黃文力,張適昌,孫廣生;納秒級高壓脈沖下變壓器油中沿面閃絡特性的實驗研究[J];高壓電器;2005年01期

10 曹玲飛,汪明樸,李周,郭明星;Fe基納米晶軟磁材料熱穩(wěn)定性的研究[J];金屬功能材料;2005年01期

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 高巍;高壓納秒脈沖下真空絕緣沿面閃絡特性研究[D];中國科學院研究生院（電工研究所）;2005年

中國碩士學位論文全文數據庫 前3條

1 王璁;0.1～0.25MPa下SF_6混合氣體中絕緣子的沿面閃絡特性研究[D];華北電力大學;2012年

2 成俊奇;SF_6、N_2和合成空氣中絕緣子沿面閃絡性能的研究[D];華北電力大學（北京）;2008年

3 李光杰;納秒脈沖下變壓器油中絕緣介質沿面閃絡特性的實驗研究[D];中國科學院研究生院（電工研究所）;2006年

，

本文編號：1047690