【摘要】：為研究低氣壓下長(zhǎng)間隙放電等離子體通道外部特征,利用試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)100 Pa下800 mm棒-板間隙交、直流放電進(jìn)行觀測(cè),并對(duì)放電通道發(fā)展過(guò)程及其外部特征進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明:50 Hz交流和正極性直流電壓下等離子體通道發(fā)展過(guò)程及通道外形差異顯著,交流電壓下等離子體通道自棒、板電極雙向發(fā)展并雙向消散,擊穿后通道呈紡錘形且存在明暗條紋;正極性直流電壓下等離子體通道自棒電極向板電極單向發(fā)展并向棒電極單向消散,擊穿后通道呈亮度均勻的圓柱形。研究結(jié)果為低氣壓下長(zhǎng)間隙放電特性研究提供參考。
【圖文】：

第4期楊亞奇等:100Pa下800mm棒-板間隙放電等離子體外部特征研究本研究利用自主研制的低氣壓放電試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)100Pa下800mm棒-板間隙交、直流放電進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并對(duì)等離子體通道發(fā)展過(guò)程以及通道外形特征進(jìn)行分析。研究成果為深入探索低氣壓下長(zhǎng)間隙放電特性提供參考。1試驗(yàn)平臺(tái)及測(cè)試方法1．1試驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)本試驗(yàn)在華北電力大學(xué)高電壓與電磁兼容北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，試驗(yàn)電路連接如圖1所示。工頻電源采用YDQ-400V/200kV充氣式交流試驗(yàn)變壓器和HZTC-101交流耐壓控制臺(tái)，直流電壓通過(guò)串聯(lián)HZ2CL200mA/300kV型硅堆獲得。電壓測(cè)量部分采用泰克DPO-2012數(shù)字示波器(100MHz，1GS/s)，，交流分壓器采用低阻尼電容分壓器(高壓臂600pF，低壓臂417nF，校驗(yàn)分壓比736∶1)，直流分壓器采用電阻分壓器(200kV，400MΩ，分壓比10000∶1)。氣壓控制采用2XZ-8B型直聯(lián)旋片式真空泵和DL-10A型真空計(jì)，真空計(jì)量程5×10－1～105Pa。高速攝像機(jī)采用WP-U1400(30fps/s時(shí)分辨率2592×1499)高速工業(yè)攝像機(jī)。采用JWS-A1型溫濕度表測(cè)量腔體內(nèi)部溫度及濕度。圖1試驗(yàn)電路連接Fig．1Schematicdiagramofthelab-builttestplatform試驗(yàn)腔體為自主研制的聚丙烯放電腔，內(nèi)部有效直徑1000mm，最大放電間隙1000mm，腔體內(nèi)部垂直布置棒-板電極，腔體材質(zhì)對(duì)放電路徑無(wú)影響［17］。針對(duì)棒-板間隙放電試驗(yàn)研究一般采用錐尖頭、平頭和球頭三種棒尖端，本研究則以直徑15mm的錐尖頭不銹鋼棒(錐尖頭角度30°)為例進(jìn)行研究［18－19］。板電極為直徑1000mm厚度5mm不銹鋼圓盤，圓盤周邊為半徑2.5mm圓唬腔體內(nèi)部棒-板電極布置如圖2所示。圖2棒-板電極布置Fig．2Configurationofaconicalrodandadiskwithsmoothsidewall1．2試驗(yàn)方法及步驟本研究針?

攝像機(jī)。采用JWS-A1型溫濕度表測(cè)量腔體內(nèi)部溫度及濕度。圖1試驗(yàn)電路連接Fig．1Schematicdiagramofthelab-builttestplatform試驗(yàn)腔體為自主研制的聚丙烯放電腔，內(nèi)部有效直徑1000mm，最大放電間隙1000mm，腔體內(nèi)部垂直布置棒-板電極，腔體材質(zhì)對(duì)放電路徑無(wú)影響［17］。針對(duì)棒-板間隙放電試驗(yàn)研究一般采用錐尖頭、平頭和球頭三種棒尖端，本研究則以直徑15mm的錐尖頭不銹鋼棒(錐尖頭角度30°)為例進(jìn)行研究［18－19］。板電極為直徑1000mm厚度5mm不銹鋼圓盤，圓盤周邊為半徑2.5mm圓唬腔體內(nèi)部棒-板電極布置如圖2所示。圖2棒-板電極布置Fig．2Configurationofaconicalrodandadiskwithsmoothsidewall1．2試驗(yàn)方法及步驟本研究針對(duì)100Pa下800mm棒-板間隙進(jìn)行交、直流放電試驗(yàn)研究。試驗(yàn)過(guò)程中控制腔體內(nèi)部氣壓100Pa恒定，采用均勻升壓法測(cè)試間隙交、直流放電特性并記錄腔體內(nèi)部溫、濕度，升壓速率500V/s。為使放電產(chǎn)生的電荷均勻擴(kuò)散，相鄰放電間隔5min。由于低氣壓下交、直流擊穿電壓分散性較小，若標(biāo)準(zhǔn)差σ＜3%則認(rèn)為試驗(yàn)有效，并將20次擊穿電壓平均值作為該測(cè)試點(diǎn)下的擊穿電壓。由于放電發(fā)展過(guò)程時(shí)間較短，對(duì)放電過(guò)程的觀測(cè)采取人工觸發(fā)方式錄制起始加壓至間隙擊穿全過(guò)程。試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)腔體進(jìn)行遮光處理。2試驗(yàn)結(jié)果及分析由于試驗(yàn)周期較短，試驗(yàn)過(guò)程中腔體內(nèi)部溫、濕度變化較校放電試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。圖3為交流和正極性直流電壓下等離子發(fā)展過(guò)程。表1棒-板間隙放電試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab．1DischageconditionsoftheplasmachannelinAC/DCmodes415

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