1 中国科学院电工研究所, 北京 100190中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院电工研究所, 北京 100190
高压套管是电力系统的核心部件, 对高压套管的绝缘状态进行检测具有重要的实际意义。 由于目前常见的绝缘状态在线监测设备难以适用于安装位置特殊、 体型较小的高压套管, 研发适用于高压套管的检测系统势在必行。 相较于传统金属结构的光声池, 采用全绝缘结构光声池能够在进行原位检测时不形成悬浮电位, 从而能够规避在高压套管内引发局部放电等故障, 是对高压套管绝缘状态进行检测的理论可行方案之一。 探究了适用于高压套管检测的原位检测系统重要部件全绝缘结构光声传感器的可行性。 分别从基本原理、 仿真计算及实验验证三个方面对全绝缘结构光声池进行了分析及论证。 首先, 就光声池材料对光声信号的影响进行了理论分析, 讨论了相较于传统黄铜材料, 由绝缘材料石英制成的光声池可能存在的问题。 然后, 在此基础上采用COMSOL Multiphysics建立了共振式光声池的仿真模型并进行了声学和热学相关计算, 对理论分析的结果进行验证, 并分析了实际情况下石英光声池的理论表现。 最后, 建立基于石英光声池的光声光谱检测系统实验平台, 结合波长调制及二次谐波方法对微量乙炔气体进行定量检测, 用于对石英光声池的可行性进行验证。 仿真计算结果表明, 类似于黄铜材料, 石英材料光声池同样具备对微量气体进行定量检测的能力。 实验结果表明, 基于石英光声池的检测系统对乙炔气体的检测极限能够达到0.16 μL·L-1, 满足相关标准中油浸式电气设备对乙炔检测的需求。 因此, 以石英为材质的共振式光声池具备应用于高压套管原位检测的潜力。
光声光谱 光声池 绝缘材料 仿真计算 Photoacoustic spectroscopy Photoacoustic cell Insulating material Simulation calculation 光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2922
强激光与粒子束
2023, 35(3): 035003
温州大学电气与电子工程学院, 浙江 温州 325035
电线绝缘材料老化状态的准确评估有助于减少因电线绝缘老化引起的火灾, 该实验基于拉曼光谱检测平台及自行搭建的老化设备, 对13种电线绝缘材料(聚偏氟乙烯、 聚丙烯、 聚四氯乙烯、 尼龙、 亚大尼龙、 聚氨酯、 乳胶、 聚全氟乙丙烯树脂、 橡胶、 聚乙烯、 聚氯乙烯、 硅胶、 进口硅胶)进行加速温度老化以及加速紫外老化试验并定期检测, 温度老化10个时间段, 时间间隔为32 h, 每个老化时间15个样本数据, 获得温度老化的每种材料共150个样本光谱数据; 紫外老化13个时间段, 时间间隔16 h, 每个老化时间15个样本数据, 获得紫外老化的每种材料共195个样本光谱数据。 依据老化时间段, 温度老化分为10类, 紫外老化分为13类, 采用线性回归分类和支持向量机对原始光谱数据进行分类, 两种分类算法准确率均在80%以上的材料有尼龙、 聚氨酯、 特氟龙、 橡胶等, 但部分材料的分类准确率却低于70%, 在对原始光谱数据进行支持向量机分类时, 由于样本数量多以及光谱维度高, 支持向量机分类所需时间较长, 为进一步提升分类准确率以及分类速度, 对原始光谱数据进行迭代自适应加权惩罚最小二乘法、 五点三次平滑等预处理方法, 采用PCA压缩, 样本光谱维数从2 048维降至3维, 由于降维后的样本光谱维数小于样本数量, 无法满足线性回归分类要求, 故采用支持向量机进行分类, 经过预处理以及特征提取后, 数据的分类效果得到大幅度提升, 所有材料的温度老化、 紫外老化均获得90%以上的分类准确率, 支持向量机的分类速度亦得到大幅度提升, 其结果为电线绝缘材料老化状态的有效评估提供理论依据, 对预防因绝缘老化引起的事故提供技术支持。
电线绝缘材料 电线老化 拉曼光谱 特征提取 支持向量机 Wire insulation Wire aging Raman spectroscopy Feature extraction Support vector machine 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3161
1 广州新视界光电科技有限公司，广东 广州 510530
2 华南理工大学 高分子光电材料及器件研究所，广东 广州 510640
3 季华实验室，广东 佛山 528000
4 长春希达电子技术有限公司，吉林 长春 130103
柔性电子设备的快速发展对薄膜晶体管(TFT)提出了低功耗、耐弯折和可低温制备的要求。其中，栅极绝缘层是核心材料之一。溶液法制备有机栅极绝缘层具有低成本、柔韧性强的优点，适合大面积加工。本文采用喷墨打印法实现了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)墨水的印刷成膜，采用XPS分析了不同退火温度处理的印刷PVP薄膜成分差异，并测试了PVP器件的漏电流、电容和转移特性参数。200 ℃退火的PVP薄膜漏电流密度≤10-4A/cm2 (5 V)，相对介电常数约为3.8，玻璃衬底器件饱和迁移率达到4.6 cm2/(V?s)，开关比≥105；PI柔性衬底器件在20 mm弯折半径下迁移率2.8 cm2/(V?s)，开关比约6×104，在柔性电子领域有一定的应用前景。
喷墨打印 柔性衬底 有机绝缘材料 薄膜晶体管 inkjet printing flexible substrate organic dielectric material thin-film transistor
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 高功率微波技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
为研究百纳秒脉冲下两种典型的绝缘材料(尼龙和有机玻璃)在气体中的沿面闪络特性，设计了百纳秒脉冲沿面闪络实验平台。通过实验研究了绝缘材料的闪络电压随气体气压、闪络距离、等物理因素的变化规律，实验表明：闪络电压随着气压的增加而增加，但是闪络场强随着闪络间距的增加而降低；在相同条件下，有机玻璃的闪络电压比尼龙高。同时通过沿面闪络实验，得到在百纳秒脉冲下不同气压、不同闪络间距的闪络电压值。
脉冲功率 沿面闪络 绝缘材料 氮气 pulse power surface flashover insulating material nitrogen 强激光与粒子束
2016, 28(3): 035003
华中科技大学 强电磁工程与新技术国家重点实验室, 武汉 430074
针对真空条件下干式脉冲电容器在额定工作电压以下较易发生闪络故障的情况,提出了一种新型真空脉冲电容的绝缘结构。分析了真空条件下大容量脉冲电容器的失效机制和解决方案；研究了3种不同绝缘材料沿面闪络电压，并进行相关理论分析；提出一种电容器整机灌封结构，该结构采用固体绝缘方式,避免了真空下的电容器低气压放电。通过对研制的真空脉冲电容器的测试表明，该脉冲电容器可以在10-2Pa及其以下气压的真空条件下可靠工作。
脉冲电容器 真空 沿面闪络 绝缘材料 整体灌封 pulsed capacitor vacuum surface flashover insulating materials overall encapsulation
中国科大中科院量子信息重点实验室,安徽,合肥,230026
介绍在纳米(亚微米)量级上的硅波导,包括其结构,性质,和与普通石英光纤相比的优点.再介绍在硅波导内的非线性光学过程(拉曼效应,四波混频,波长转换效应等),以及这些效应所带来的在光器件和技术上的进步.最后总结nm量级上的硅波导的研究现状以及发展潜力.
硅绝缘材料(SOI) 拉曼效应 四波混频(FWM) 群速度色散(GVD)
