作者单位
摘要
西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安 710049
液相放电是高电压与绝缘技术领域持续的研究热点,深入理解微/纳秒脉冲放电的特性与机理有利于促进液相放电在电气装备设计优化、深远海勘探、先进材料制备等前沿领域的创新与突破。总结梳理了近年来液体介质微/纳秒脉冲流注放电特性与机理研究的进展,从放电模式与转化、分叉行为、击穿过程等方面阐释了流注放电的基础特性,归纳了液体电导率、压强、溶解气体、杂质与添加剂等物性参数对流注放电特性的影响规律,分析了液体介质流注放电起始与发展机制(包括气泡理论、液相直接碰撞电离、场致分子电离、电致伸缩效应等)及其适用范围。在此基础上,展望了液相放电领域的发展方向和面临的挑战,为相关领域的基础研究和工程应用提供参考。
液体介质 微秒脉冲 纳秒脉冲 流注放电 场致分子电离 电致伸缩 liquid dielectrics micro-second pulse nano-second pulse streamer discharge field molecular ionization electrostriction 
强激光与粒子束
2021, 33(6): 065001
作者单位
摘要
西安交通大学 电气工程学院,西安 710049
重复频率脉冲流注放电是低温等离子体前沿应用的关键使能因子,然而,高重复频率脉冲作用下流注放电呈现复杂的不稳定和记忆效应现象,放电基础演变机理和调控方法尚不完善,极大影响应用的安全性和放电特性调控的有效性。综述了重复频率脉冲流注放电演变现象与机制的研究进展。首先归纳了重复频率脉冲流注放电的强非线性和渐进式演变特征,然后分析不同类型放电记忆效应因子对后续流注起始和传播的作用机制,最后总结了脉冲波形参数对重复频率脉冲流注放电的影响规律。凝练了重复频率脉冲流注放电演变机制研究的若干挑战,对脉冲放电等离子体机理研究具有一定的借鉴作用。
脉冲放电 重复频率 流注 记忆效应 放电演变 pulsed discharge repetitive frequency streamer memory effect discharge evolution 
强激光与粒子束
2021, 33(6): 065002
作者单位
摘要
中国科学院 电工研究所,北京 100080
为揭示液体电介质击穿过程中形成的气体放电通道对液体电介质放电过程的影响,以针—板电极间隙变压器油为研究对象,基于等离子体流体力学模型,引入了液体电介质放电过程中气相放电通道对电离机制及自由电荷迁移率的影响,建立了用于模拟脉冲电压下液体电介质放电过程的两相流体模型,仿真研究了纳秒脉冲下针板电极流注放电的起始与发展过程。仿真结果表明:采用Heaviside方程可以在模型的不同区域同时实现气相物理过程和液相物理过程的模拟与计算。气相物理过程的引入导致流注尾部电场显著降低,流注头部电场进一步增强,使流注通道的发展速度要高于传统液相模型,有助于加深对纳秒脉冲下液体电介质中预击穿流注的起始、发展过程的认识和理解。
纳秒脉冲 变压器油 流注 空间电荷 气液两相 nanosecond impulse transformer oil streamer space charge density liquid-gas phase 
强激光与粒子束
2020, 32(2): 025011
陈志强 1,1,2,2贾伟 2,2谢霖燊 2,2郭帆 1,1,2,2[ ... ]汲胜昌 1,1
作者单位
摘要
1 西安交通大学 电气绝缘与电力设备国家重点实验室,西安 710049
2 西北核技术研究院 强脉冲辐射模拟与效应国家重点实验室,西安 710024
强电磁脉冲模拟装置中用于脉冲压缩的陡化电容器常采用电极与薄膜介质层叠的结构,其主要绝缘失效模式为沿面闪络。采用圆形平板电极,在SF6绝缘环境中和加载电压为前沿约30 ns的纳秒脉冲电压的条件下,实验研究了陡化电容器关键结构参数和气压对沿面闪络性能的影响。结果表明:(1)电极厚度、气隙和表面涂覆均不能明显改变层叠结构的沿面闪络电压;(2)气压可以提高层叠结构的沿面闪络性能,但是存在饱和趋势;(3)薄膜介质层数与沿面闪络电压近似线性比例关系;(4)增长薄膜介质伸出长度能显著提高沿面闪络电压。基于流注理论对上述结果进行了探讨,认为极不均匀场中,闪络起始主要由高场强区域决定,但是闪络通道的形成和发展主要由闪络路径上的背景电场决定,因此减小层叠结构三结合点处电场对闪络性能影响不大,但减小闪络通道发展路径上的背景电场,可以有效提高层叠结构的沿面闪络电压。
电磁脉冲模拟装置 陡化电容器 层叠结构 沿面闪络 流注 electromagnetic pulse generator peaking capacitor laminate structure flashover streamer 
强激光与粒子束
2020, 32(2): 025017
何佳龙 1,2,*陈思富 1,2张篁 1,2吕璐 1,2[ ... ]石金水 1,2
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
在对神龙二号加速器绝缘环进行耐压考核时发现, 感应腔中的绝缘支撑部件交联聚苯乙烯绝缘环在猝发多脉冲高压加载下出现的真空沿面闪络现象存在两种类型: 阴极始发的闪络击穿和阳极始发的闪络击穿。通过计算绝缘环的沿面电场分布、对比击穿电压波形与绝缘环表面闪络放电烧蚀痕迹, 结合小绝缘子样品实验结果对以上沿面击穿现象的机理进行了分析, 认为可能是绝缘环端面与电极面的配合问题引起了加速段与注入器绝缘环击穿现象的差异。
直线感应加速器 交联聚苯乙烯 绝缘环 真空沿面闪络 流注放电 linear induction accelerator cross-linked polystyrene insulator ring vacuum surface flashover streamer discharge 
强激光与粒子束
2016, 28(9): 095101
作者单位
摘要
1 西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
2 中国卫星海上测控部, 江苏 江阴 214431
利用微机电系统(MEMS)工艺制备了5~40 μm间隙的金属铝薄膜电极,测取了不同间隙下施加纳秒方波脉冲时的击穿电压,得到击穿电压和平均场强随电极间隙的变化规律,研究了脉宽、极性对击穿电压的影响,结合击穿后微电极扫描电镜观察结果讨论了其击穿机理,并与相同试样在直流下的结果进行了对比。研究表明: 击穿电压随微间隙距离的增大而增大,击穿场强则随着间隙的增大迅速减小; 与直流同间隙的击穿电压相比,脉冲作用下的击穿电压并不像宏观尺度下那样高出很多; 试样击穿机理应为流注理论。在脉冲作用下,阳极出现了分层熔化现象,由于作用时间很短,阳极表面并未出现类似于直流击穿时留下的“坑洞”; 阴极则出现了溅射沉积现象,只是沉积物质相对较少。
微机电系统 纳秒脉冲 电气击穿 微间隙 流注理论 扫描电镜 micro-electro-mechanical system nanosecond pulse electrical breakdown micrometer gap streamer model scanning electron microscope 
强激光与粒子束
2013, 25(7): 1867
作者单位
摘要
浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 浙江 杭州310027
流光在OH自由基的生成过程中起到重要作用。 为了研究流光与OH自由基之间的关系, 利用ICCD拍摄了线板式脉冲电晕放电反应器内流光的形成和发展过程, 着重研究了在反应器几何结构固定的情况下, 输入峰值电压对流光发展速度和流光在阴极板覆盖范围的影响。 实验表明在反应器不击穿的情况下, 输入峰值电压越大, 越有利于流光的发展, 因此生成的高能电子数量越多。 此外我们还利用发射光谱法测量了脉冲电晕放电反应器内OH自由基的二维分布特性, 并且与流光发展轨迹图对比。 OH自由基在放电电场中的分布特性是以电极线为中心向四周扩散, 浓度逐渐降低。 这个结论和流光在脉冲电晕放电反应器内的发展轨迹图相吻合。
脉冲电晕放电 流光 OH自由基 发射光谱 Pulsed corona discharge Streamer OH radicals Emission spectrum 
光谱学与光谱分析
2011, 31(11): 2901
作者单位
摘要
河北大学物理科学与技术学院, 保定 河北省 071002
在大气压条件下采用尖-尖电极放电系统得到了稳定的放电等离子体, 并应用发射光谱方法对放电等离子体进行了实验研究。等离子体发射光谱呈现连续谱背景迭加分立谱的形式。连续谱背景来源于放电等离子体内轫致辐射和复合辐射过程; 分立谱归属为N2 C3∏u →B3∏g , N+, N, O的荧光辐射。N+荧光辐射对应的上能级电子组态为2s22p(2P0)3p和2s22p(2P0)3d, 能级高度介于20 eV和23.6 eV之间。实验还结合时间分辨光谱技术, 对放电等离子体中N2(336.8 nm)、N+(500.5 nm)、N+(399.7 nm)荧光信号进行时间分辨测量。结果表明, N2(336.8 nm)荧光首先出现, N+(500.5 nm、399.7 nm)荧光同时产生, 且滞后N2(336.8 nm)荧光约25 ns。根据时间分辨测量结果和相关参考文献, 文章对放电等离子体中N+的生成通道进行了分析。
发射光谱 脉冲流光放电 时间分辨光谱 
光学学报
2008, 28(s2): 12
作者单位
摘要
西安电子科技大学技术物理学院,西安,710071
非线性光导半导体开关的快速导通过程总是伴有电流丝的形成,基于电流丝形成的雪崩碰撞引起的粒子束放电机制的假定,考虑到载流子寿命、光吸收深度、碰撞电离系数以及初始载流子浓度等因素的影响,从理论上分析了非线性光导开关雪崩导通的物理过程和导通特性,得到了一些与实验观测结果吻合得很好的结论,提出了一些有利于改善和控制非线性光导开关的工作特性的可行手段.
光控光电导半导体开关 丝状电流 锁定 雪崩碰撞引起的粒子束放电 饱和漂移速度 导通过程 
光学学报
2002, 22(3): 327

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