刻槽绝缘子真空表面闪络光学特性
绝缘子闪络试验标准
绝缘子闪络试验标准绝缘子闪络试验的标准主要包括以下步骤：1. 预覆冰：采用人工的方式，对绝缘子上表面喷淋适量的水，使绝缘子上表面形成一层薄冰。
2. 带电喷淋覆冰：喷淋测量方法及装置按照GB/T 的规定进行。
风速范围为0 m/s~12 m/s，偏差应小于10%。
喷淋水角度从上往下和垂直方向呈45°±10°角度，也可采用现场淋雨方向。
3. 硬化过程：维持环境温度，并保持施加的电压，直至硬化过程完成。
硬化时间不应小于30 min，这个阶段泄漏电流应始终小于10 mA。
保持施加电压不变。
4. 融冰阶段：在维持试验电压的状态下启动融冰装置。
应尽量避免由升温措施不当造成的异常风和绝缘子凝露等现象。
绝缘子周围温度逐渐上升，对覆冰绝缘子进行融冰，直至冰层融化。
起初的温升速度可不进行控制，当环境温度升至-2℃后，温度上升速度控制为2℃/h~3 ℃/h。
在整个融冰的过程中，辅助测量温度和相对湿度。
在融冰过程中，收集绝缘子表面冰层融化时滴落的融冰水，测量其温度，然后按要求测量融冰水电导率。
5. 闪络或耐受试验阶段：当绝缘子发生贯穿性放电时，认为发生了试品闪络。
从环境温度升至-2℃起，若2h内试品未发生闪络，或绝缘子间桥接的冰块大量脱落，认为试品耐受。
任何覆冰的绝缘子只进行一次闪络或耐受试验。
6. 试验完成：在试验过程实时记录桥接严重程度。
当桥接严重程度S稳定在某个数值范围内后，保持覆冰条件不变继续试验，若持续之前覆冰试验所用时间后未发生闪络，认为耐受，该次试验结束。
以上就是交直流电路闪络试验人工气候室的试验步骤，如有试验疑问，可以访问“环仪仪器”官网，咨询相关技术人员。
浅析固体绝缘材料真空沿面闪络现象
浅析固体绝缘材料真空沿面闪络现象摘要：固体绝缘材料沿面闪络是一种发生在高电场下的复杂界面以及表面的物理现象，针对闪络的过程进行分析，需要对绝缘材料的各种参数进行综合考虑。
本文主要针对不同的影响因素进行分析之后提出有效改善的综合评价体系。
关键词：固体绝缘材料；真空；沿面闪络；电极；绝缘子在真空的环境下，复合绝缘系统的绝缘性等会受到多种因素的影响，特别是固体介质表面闪络现象的影响。
用于真空绝缘的材料，不仅需要具备较高的耐电性能，还应该具备较好的致密性，低吸气率放气率等性能，目前陶瓷材料因为具有较好的性能，而被广泛地应用在真空系统的绝缘系统当中。
但是真空沿面闪络现象的发生概率相对较大，我们主要分析固体绝缘材料的真空沿面闪络现象的相关内容，希望能在一定程度上保证真空高压器件的使用性能以及使用安全性。
1、固体绝缘材料真空沿面闪络机理现象研究目前人们对固体绝缘材料真空沿面闪络机理现象的研究关注度相对较高，而关于真空沿面闪络过程，人们普遍认为可以分为三个不同的阶段。
在第1个阶段也就是开始阶段，会产生非常明显的电子现象，第2个阶段是发展阶段，在这个阶段当中，伴随沿面现象，整个电子数量会变得越来越多。
第3个阶段就是击穿，逐步增多的电子会随着惯性原理，使得电子实施通道。
为了能够更好地显示闪络的发展过程，我们就需要结合前期阶段以及最后击穿阶段进行深入地分析，从而实现沿面闪络的发展阶段。
从目前我们了解的情况来看，不同的学者所认可的模型都具有较大的差异，而在经过调研分析，目前解释真空沿面闪络问题的主要模型有两种，分别是二次电子发射雪崩模型以及电子触发极化松弛模型。
针对二次电子发射雪崩模型的相关内容进行分析，电子雪崩主要发生在阴极、真空和绝缘材料的三结合点，从阴极三结合点发射出的初始电子在电场的作用下撞击固体电介质表面产生二次电子，部分二次电子将继续撞击介质表面以产生更多的次级电子（电子倍增过程），最终导致电子雪崩。
在整个撞击电介质的过程当中，电子的运动过程具有一定的独特性，它需要材料的表面实现气体吸附的过程，而这一过程又具备一定的贯穿性。
绝缘子的爬距、泄露比距、沿面放电、闪络、波纹形
绝缘子基础知识问答1. 绝缘子的结构如何 ? 它的作用是什么 ?答 :绝缘子 ( 俗称瓷瓶 ) 由瓷质部分和金具两部分组成 , 中间用水泥粘合剂胶合。
瓷质部分是保证绝缘子有良好的电气绝缘强度 , 金具是固定绝缘子用的。
绝缘子的作用有两个方面 : 一是牢固地支持和固定载流导体 , 二是将载流导体与地之间形成良好的绝缘。
它应具有足够的绝缘强度和机械强度 , 同时对化学杂质的侵蚀具有足够的抗御能力 , 并能适应周围大气条的变化 , 如温度和湿度变化对它本身的影响等。
变电站及架空线路上所使用的绝缘子有针式绝缘子、支柱绝缘子、瓷横担绝缘子以及高压穿墙套管。
2. 什么叫爬距 ? 什么叫泄露比距 ?答 :爬距和泄露比距都是外绝缘特有的参数。
沿外绝缘表面放电的距离即为电的泄露距离 , 也称爬电距离 , 简称爬距。
泄露距离乘以有效系数再除以线电压即为泄露比距 , 即λ=KL/U式中 : λ为泄露比距 ;K 为有效系数 ;L 为泄露距离 ;U 为线电压。
3. 什么是沿面放电 ?答 :电力系统中有很多悬式和针式绝缘子、变压器套管和穿墙套管等 , 他们很多是处在空气中 , 当这些设备的电压达到一定值时 , 这些瓷质设备表面的空气发生放电 , 叫做沿固体介质表面放电 , 简称沿面放电。
当沿面放电贯穿两极间时 , 形成沿面闪络。
沿面放电比空气中的放电电压低。
沿面放电电压和电场的均匀程度、固体介质的表面状态及气象条件有关。
4. 什么叫闪络 ? 引起污闪的原因是什么 ?答 :固体绝缘周围的气体或液体电介质被击穿时 , 沿固体绝缘表面放电的现象 , 称为闪络。
在脏污地区的瓷质绝缘子表面落有很多工业污秽颗粒 , 这些污秽颗粒遇潮湿会在瓷表面形成导电液膜 , 使瓷质绝缘的耐压显著下降 , 闪络电压变得很低 , 这是瓷质绝缘在污湿条件下极易闪络的原因。
污和潮是污闪的必要条件 , 瓷绝缘只脏不湿不会引起闪络。
5. 如何防止变电站的绝缘子污闪 ?答 :(1) 增加基本绝缘。
真空中固体绝缘沿面闪络现象的研究进展
真空中固体绝缘沿面闪络现象的研究进展张冠军1,赵文彬1,郑 楠1,于开坤1,马新沛2,严 璋1(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.西安交通大学材料科学与工程学院,西安710049)摘 要:针对长期以来高电场下复合绝缘系统的耐电性能受绝缘材料的沿面闪络现象所限制,严重制约了很多电气电子系统的整体性能的现状,迫切需要深入研究真空中绝缘子沿面闪络现象,为此,综述了国内外相关研究现状和进展,认为此现象是一种发生在高电场下的复杂界面(电极与材料的交界面)和表面(材料的表面)的物理现象。
闪络过程在本质上反映出高电场下的电荷行为,由体内(材料的表层内)和体外(材料的表面及表面以上)2过程支配。
需综合考虑绝缘材料的介电常数、电阻率、二次电子发射特性、表面陷阱分布等影响因素,进而提出表征和改善真空中沿面闪络特性的综合评价体系,最终达到认识新的物理现象并将之有效调控的目的。
关键词:真空;固体绝缘材料;沿面闪络;电极接触;电荷注入;电输运中图分类号:T M 85文献标志码:A文章编号:1003 6520(2007)07 0030 06基金资助项目:国家自然科学基金(50577054);新世纪优秀人才支持计划(NCE T 04 0943)。
Project Su pported by National Natural Science Foundation of C hina(50577054),Program for New C entury Excellent T alents in U niver sity(NCET 04 0943).Research Progress on S u rface Flashover Phenomena Across Solid Insu lation in Vacuu mZH AN G Guan jun 1,ZH AO Wen bin 1,ZH ENG N an 1,YU Kai kun 1,M A Xin pei 2,YAN Zhang 1(1.State Key Laboratory of E lectr ical Insulation and Pow er Equipment,Xi an Jiaotong U niv ersity ,Xi an 710049,China;2.Schoo l o f Mater ial Science and Engineering ,Xi an Jiaotong Univ er sity,Xi an 710049,China)Abstract:T he electr ic strengt h of composite insulatio n system is a lw ays determined by the sur face flashov er phe nomena of its insulating mater ials,w hich g reatly lim its the over all perfo rmance o f many electr ical and electro nic sys tems.T he state o f the a rt of flashover acr oss solid insulatio n in v acuum is r ev iew ed.It is co nsidered as a kind o f co mplex interface (the boundary o f elect rode and mater ial)and surface (the surface of material)phy sical phenomena occur red under high electr ic field.Essentially flashover pro cess r ev eals the charg e behav io rs under high field,con sisting of tw o pro cesses,i.e.,the bulk (inside surface lay er o f a mater ial)and o utside (on and abo ve surface of a material)pro cesses.It is needed to sy nthetically consider the influential facto rs such as relat ive per mittivity ,electr ic resistiv ity ,seco ndar y electr on emission behavior and sur face tr ap dist ributio n of insulation,hencefo rth t o pr opose the g ener al ev aluation system fo r characterizing and mending flashover char act eristics,and to ultimat ely under st and new phy sica l phenomena and efficiently contro l them.Key words:v acuum;solid insulat ing mater ial;sur face flasho ver;electro de contact;charg e injection;electric tr ans port0 引 言由气体、液体或真空与固体介质构成的复合并联绝缘系统中,其绝缘性能往往受沿固体介质表面闪络现象的制约,因发生闪络时的施加电场强度往往低于固体绝缘和氛围本身的耐电强度,尤其以真空 固体绝缘系统的影响最为严重[1]。
绝缘材料沿面闪络发展特性的研究进展
ｒ ｅ ｖｉ ｅ ｗｅ ｄ ．Ｔｈ ｅ ｔ ｙ ｐ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｕｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｆ ｌａ ｓ ｈ ｏ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ａ －
绝缘材料 ２ ０ １ ５ ， ４ ８ （ ７ ）
林 海丹等： 绝缘市 才 亘 垄垦壁
壅 壅垦
绝缘材料沿面 闪络 发展特性 的研 究进展
林海丹 ，刘 熊 ． 一 ，梁义 明 ，章 程 ，王瑞雪 ，谢 庆 ，邵 涛
（ １ ．国网吉林省电力有限公司 电力科学研究院，长春 北京 １ ３ ０ ０ ２ １ ；２ ．中国科学 院电工研究所 ， 保定 ０ ７ １ ０ ０ ３ ） １ ０ ０ １ ９ ０ ；３ ． 华北电力大学 河北省输变电设备安全防御重点实验室 ，河北
２ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｆ ｏ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ９ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｆ ｌ ａ ｓ ｈ ｏ ｖ ｅ ｒ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ
真空绝缘的沿面闪络预击穿现象的研究
真空绝缘的沿面闪络预击穿现象的研究丁立健，李成榕，屠幼萍，王景春华北电力大学电力工程系（北京102206）摘要：真空中绝缘子沿面闪络现象一直是制约真空绝缘性能的一个重要因素，沿面闪络的与击穿现象和过程对沿面闪络的发生、发展和完成有重要的作用。
本文对在冲击电压作用下真空中各种氧化铝陶瓷试样的沿面闪络预击穿现象进行了一系列的归纳和总结，详细的介绍了冲击电压作用下的真空中绝缘沿面闪络的各种预击穿现象及规律，这对进一步研究沿面闪络现象的机理有重要的意义。
关键词：真空预击穿绝缘微放电空间电荷1 引言真空中绝缘子的沿面闪络现象研究已经做了很多年的研究，但是和固体液体的电击穿理论相类似，至今为止也没有一个很好的理论模型来解释真空中绝缘子沿面闪络的各种现象。
前期大多数研究都是侧重于绝缘沿面闪络现象本身(特别是闪络发生时的现象)的研究[1~3]，到最近几年，随着观测手段的提高和新测试技术的应用，开始对沿面闪络开始前的预击穿现象进行了一些研究[4~7]。
我们知道，任何介质的击穿都是一个在电压连续作用下的过程，击穿完成前的任何现象和作用对于击穿过程的发生、发展和完成都有着十分重要的影响。
因此，充分研究真空中绝缘沿面闪络的各种预击穿现象对于了解、掌握真空绝缘沿面闪络现象的特性，并对真空绝缘沿面闪络现象机理的研究有十分重要的意义。
本文主要介绍了研究真空中高纯度三氧化二铝的沿面闪络现象中所观测到的各种预击穿现象，并对所观察记录的预击穿现象进行了分类和总结，这将对预击穿现象形成的本质及其对沿面闪络现象的作用的研究分析有重要意义。
2 试验装置和系统本研究所采用的试验系统如图1所示。
其中主要包括冲击电压源、试样与电极系统和真空系统等试验设备和冲击电压、冲击电流、微弱光信号以及表面电荷等测量系统。
简单说明如下。
试验中选用的冲击电压源的最高峰值电压为60kV，输出冲击电压波形约为0.7/4μs，通常输出电压是正极性的。
冲击电压波形可以通过波头电阻和波尾电阻进行方便的调节，冲击电压的极性也可以改变。
绝缘子特征及防污秽闪络措施
绝缘子特征及防污秽闪络措施一、绝缘子的特征绝缘子是电力系统中保持高压电设备绝缘的重要配件，其防止电气设备与地面或对接设备电气隔离失效的功用至关重要，绝缘子的选择与使用不当，会对电力系统的运行和设备的安全造成重大危害。
1. 绝缘子的种类根据绝缘子的应用，可分为耐张绝缘子、悬式绝缘子、巨型绝缘子等多个型号。
其中比较常见的有以下几种：(1) 耐张绝缘子耐张绝缘子是在输电线路与杆塔之间被安装，提供电气绝缘，并承受输电线路的重量和风荷载。
耐张绝缘子的结构主要包括两个部分，一个是绝缘子芯，另一个是金属附件。
(2) 悬式绝缘子悬式绝缘子是通过绝缘子串联安装，支撑输电线路，具有良好的耐污性能。
(3) 巨型绝缘子巨型绝缘子是用于直流输电、超高压输电、地理环境恶劣区域等场合，具有耐压、耐污、抗风、耐候性好等特点。
2. 绝缘子的特性(1) 绝缘性绝缘子的主要作用是电气隔离，因此需要具有良好的绝缘性能。
相比氧化铝陶瓷绝缘子，硅橡胶绝缘子绝缘性能更好，起到更好的保护作用。
(2) 机械性能绝缘子除了具有较强的电绝缘性，还须具有足够的耐机械性能。
在使用过程中，绝缘子会受到各种外力的影响，如高温、低温、风、雨、雪等各种天气，以及设备运行时产生的载荷作用，使绝缘子受到各种复杂应力。
因此，绝缘子的机械性能指标应符合国家工业标准。
(3) 耐污性在使用过程中，会有大量的污秽物沉积在绝缘子表面，严重影响绝缘性能，甚至导致闪络。
因此，绝缘子的耐污性是重要特性之一。
(4) 耐候性绝缘子通常是安装在户外，因此必须能够在不良气候条件下正常运行。
绝缘子需要具有耐寒、耐热、耐紫外线及其它有害气体的腐蚀能力。
二、防污秽闪络措施绝缘子的污秽会大大降低其绝缘性能，同时会导致闪络事故，因此需要采取措施使得绝缘子能够良好地运行。
以下是几种有效的防污闪措施：1. 表面涂覆材料对于具有一定规模的输电线路或设备，可以采用表面涂覆材料的方法防止绝缘子表面沉积污垢。
涂料应具有以下特点：•耐候性好•抗污染性能好•保护层的透气性良好•具有良好的化学稳定性和热稳定性常用的表面涂覆材料有如下几种：(1) 氟碳涂层氟碳涂层是一种具有稳定性、耐候性、抗污性和抗腐蚀性的表面涂层，涂在绝缘子表面后形成的涂层比较厚，可以很好地保护绝缘子表面。
绝缘子闪络电压
绝缘子闪络电压绝缘子闪络电压是指绝缘子在特定条件下能够承受的最大电压，也是一个重要的指标来评估绝缘子的性能和可靠性。
绝缘子是电力系统中用于支持和绝缘输电线路的重要设备，其主要作用是将输电线路与支架或塔杆隔离，确保线路的安全运行。
绝缘子闪络电压的大小与绝缘子的材料、结构和环境条件等因素密切相关。
在正常情况下，绝缘子的表面都会形成一层绝缘氧化膜，起到保护绝缘子的作用。
然而，当绝缘子表面受到污秽、湿度、高温等因素的影响时，绝缘氧化膜可能会被破坏，导致绝缘子的绝缘性能下降，从而引发绝缘子闪络现象。
绝缘子闪络是指在电力系统中，当绝缘子表面的电压超过其闪络电压时，会在绝缘子表面发生放电现象。
这种放电现象可能会破坏绝缘子的绝缘性能，导致线路发生故障甚至局部短路，对电力系统的安全运行产生严重影响。
绝缘子闪络电压的大小受到多种因素的影响。
首先是绝缘子的材料和结构。
不同材料的绝缘子具有不同的闪络电压，一般来说，陶瓷绝缘子的闪络电压要高于玻璃绝缘子。
此外，绝缘子的结构形式也会影响其闪络电压，一般来说，表面积大、放电路径较长的绝缘子闪络电压较高。
环境条件也对绝缘子闪络电压有一定影响。
当绝缘子表面受到污秽的影响时，污秽物可能会形成导电路径，导致绝缘子的闪络电压下降。
此外，湿度和温度等因素也会影响绝缘子闪络电压，湿度过高或温度过高都可能导致绝缘子的闪络电压下降。
绝缘子闪络电压的确定通常需要进行实验测试。
在实验中，绝缘子会被加上一定电压，然后观察绝缘子表面是否发生放电现象，以确定其闪络电压。
根据国际标准，绝缘子的闪络电压应该远高于实际工作电压，以确保绝缘子在正常工作条件下不会发生闪络现象。
为了提高绝缘子的闪络电压，可以采取一些措施。
首先是加强绝缘子的清洁和维护工作，定期对绝缘子进行清洗，保持其表面的干净和光滑。
其次是采用防污闪涂层技术，对绝缘子表面进行特殊处理，形成一层防污闪涂层，以减少污秽对绝缘子的影响。
此外，还可以采用陶瓷绝缘子代替玻璃绝缘子，提高绝缘子的闪络电压。
闪络现象
闪络现象：在高电压作用下，气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电。
其放电时的电压称为闪络电压。
发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。
闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘的现象称为闪络现象。
沿绝缘体表面的放电叫闪络。
而沿绝缘体内部的放电则称为是击穿。
污闪事故在输电线路经过的地区，由于工业污秽、海风的盐雾、空气中的尘埃等污秽物渐渐积累并附着在绝缘子表面，形成污秽层。
这此污秽物含有酸碱和盐的成分，在干燥时导电性不好，遇水受潮后，具有较高的导电系数。
当下雨、积雪融化、下雾等不良天气时，污秽绝缘子的绝缘强度大大降低，引起绝缘子在正常运行电压下闪络，造成大面积停电，称为线路的污闪事故。
预防措施定期清扫绝缘子，根据绝缘子所在地区的污秽等级及盐密分析数据，确定清扫次数；定期检测和更换不良绝缘子，保持线路绝缘水平；提高线路绝缘水平，采用防污型绝缘子或增加绝缘子个数，提高泄漏比距；对于重污区采用涂刷防污涂料、合成绝缘子等措施。
闪络电力系统中有很多悬式和针式绝缘子、变压器套管和穿墙套管等，它们很多是处在空气中，当这些设备的电压达到一定值。
当沿面放电贯穿两极间时，形成沿面闪络。
沿固体介质表面的放电比在空气中的放电电压低。
沿面放电电压和电场的均匀程度、固体介质的表面状态9吸湿程度、脏污程度等）、气象条件等有关。
在电力系统中常发生沿面闪络事故，如雷雨天线路遭雷引起绝缘子闪络，脏污地区的变电所或线路绝缘子在黏雪、毛毛雨、大雾等气象条件下引起的污闪等，都是沿固体介质表面的放电造成的。
闪烙电压线路绝缘子是输配电线路中固定导线用的绝缘部件，按其结构不同分为针式、悬式和横担三类。
针式主要用于6-10KV的配电线路中，它的顶部有一个线槽,导线可用绑线固定在线槽内。
20-35KV也有用针式绝缘子的，但由于结构尺寸大，已逐渐被悬式绝缘子取代。
随着电线路电压的升高，要求提高绝缘子的闪络电压（什么是闪络电压？有几种闪络电压？闪络电压与击穿电压有什么不同？这些问题是了解绝缘子的关键问题，但是在绝缘子厂家中，又有几人知道呢？不知道这些他们的产品会有创新吗？），这就需要增加闪络距离,因而会增加绝缘子的高度。
真空中绝缘子沿面预闪络现象的研究
真空中绝缘子沿面预闪络现象的研究
丁立健;李成榕;王景春;王伟;程养春
【期刊名称】《中国电机工程学报》
【年(卷),期】2001(21)9
【摘要】真空中绝缘子沿面闪络现象是制约真空系统电绝缘性能的一个重要因素。
通过实时观察冲击电压作用下真空中绝缘子上的冲击电压波形 ,以及相应的冲击电流和绝缘子表面的发光信号 ,并在线测量真空中绝缘子的表面电荷分布 ,研究了高
纯度Al2 O3 陶瓷绝缘子在真空中的沿面预闪络现象。
研究结果表明 ,绝缘子预闪
络现象与施加冲击电压的大小、施加次数等有关 ,同时 ,沿面预闪络现象也与表面
电荷分布有关。
根据试验结果提出了一种关于绝缘子预闪络现象的模型 ,该模型能够较好的用来解释真空中绝缘子沿面预闪络现象以及沿面闪络发展过程。
【总页数】6页(P27-32)
【关键词】绝缘子;预闪络;冲击电压;沿面闪络;真空
【作者】丁立健;李成榕;王景春;王伟;程养春
【作者单位】华北电力大学电力工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TM216
【相关文献】
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3.真空中绝缘子沿面闪络现象研究 [J], 黄燕
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5.真空中绝缘子的沿面闪络现象 [J], 丁立健;李成榕
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高功率 水 电阻 匹配负 载 。测试样 品夹 持 于两指 状 电极 上 。指 状 电极 问 的场 呈非 均 匀分 布 ， 两 电极 中心 连线 上
的场最 大 ， 线 两侧 的场 逐渐 减小 。这有 利 于避免 闪络 发生位 置 的多样 性 ， 降低 闪络 时 延 的分 散性 ＿ １ ， 从 而更 有
第 ２ ５卷第 ５ 期 ２ ０ １ ３年 ５月
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ Ｇ Ｈ ＰＯ Ｗ ＥＲ ＬＡ ＳＥＲ Ａ ＮＤ ＰＡ ＲＴＩ ＣＬＥ ＢＥＡ Ｍ Ｓ
Ｖｏ １ ． ２ ５，ＮＯ ． ５ １ — ４ ３ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ 一 Ｉ ２ ０ ５ — ０ ６
冲 。为研究 闪络 的发 展过 程 ， 该 加速 器 的真 空二 极 管被 改 造 成 了一个 真空 表 面 闪 络实 验 腔 ， 其 结 构如 图 １所
示 。为 确 保 真 空 室 内无 样 品 或 样 品 不 发 生 闪 络 时 二 极 管 输 出 的 波 形 为 较 为 标 准 的 方 波 ， 真 空 室 内 配 置 了 一 个
刻 槽 绝 缘 子 真 空表 面 闪络光 学特 性
程 国新， 程新兵， 杨 杰， 刘 列
（ 国 防 科 学 技 术 大 学 光 电科 学 与 工 程 学 院 ，长 沙 ４ １ ０ ０ ７ ３ ）
摘 要 ： 利 用 超 高 速 相 机 Ｈｓ ｆ ｃ — Ｐ ｒ ｏ对 绝 缘 子 真 空 表 面 闪 络 光 学 特 性 进 行 了研 究 ， 重 点 分 析 了 平 板 和刻
了综合 的光 学 和电学 诊断 ， 获得 了平 板和 刻槽 结构下 绝缘 子表 面 闪络 的光学 图像 和典型 的击穿 波形 ， 并据 此对
不 同绝 缘结 构真 空表 面 闪络所形 成 等离子 体通 道 的差异 进行 了对 比分析 。
１ 实 验 装 置 与 测 量 方 法
用 于测 量介 质材 料绝 缘性 能的装 置为 一 台长脉 冲低 阻抗强 流相 对论 电子束 加速 器 。该加速 器 的稳定工 作 电压为 １ ０ ０ ￣５ ０ ０ ｋ Ｖ， 上升 沿 ３ ０ ｎ ｓ ， 脉 冲半高 宽 １ ８ ０ ｎ ８ ， 阻抗 １ ０ Ｑ左 右 。它 主要 包 括初级 储能 电容 器 ， 场 畸变
一
般认 为 闪络起 始 于特定 部位 （ 例如 ： 三结 合点 ） 的场致 电子发 射 以及 其相 继 的次 级 电 子倍 增口 。 。正是 由于
该 倍增 的存 在 ， 致 使介 质表 面 吸附气 体 的释放并 最终 引发 在解 吸 附气 体层 中的等离 子体击 穿 。因此 ， 要抑制 表
构 可 以 在 不 增 加 器 件 尺 寸 的前 提 下 有 效 提 高 介 质 材 料 的 绝 缘 强 度 。 关键词 ： 刻槽绝缘子 ； 表面闪络 ； 光学诊 断； 长 脉 冲
中 图 分 类 号 ： ＴＭ８ ５ ５ 文献标志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ７ ８ ８ ／ ＨＰ Ｌ Ｐ Ｂ ２ ０ １ ３ ２ ５ ０ ５ ． １ ２ ０ ５
真空 表面 闪络是 限制 脉 冲功率 器件性 能提 升 的一 个重 要 因素 口 。 ］ 。如 何 采 取有 效 措施 以提 升介 质 材料 的
绝 缘强 度对 于高 功率 器件 功率 容量 的提 升和器 件 的小 型化 设计 至 关重 要 。为 此 ， 学 术 界 发展 了一 系列 提升 真 空表 面闪 络 阈值 的方 法口 。例如 采用 具有 一 定 角度 的绝缘 结 构 ］ ， 磁 绝 缘［ ７ ］ ， 金 属屏 蔽 环 绝缘口 ］ ， 金 属
开关 ， Ｔｅ ｓ ｌ ａ变压器 ， 主开关 ， 螺旋 线型 Ｂ ｌ ｕ ｍｌ ｅ ｉ ｎ线 以及场 发射 二极 管Ｉ 】 。 。其 运行 过程 为 ： 初 级储 能 电容器 充 电至一 定值 时 ， 场 畸变 开关 导通 。初 级储 能 电容 给 Ｔｅ ｓ ｌ ａ变压 器 充 电 ， Ｂ ｌ ｕ ｍｌ ｅ ｉ ｎ脉 冲形 成 线 随之 被充 以高 压 。 当Ｂ ｌ ｕ ｍｌ ｅ ｉ ｎ线 的充 电 电压达 到主 开关 的击穿 阈值 时 ， Ｂ ｌ ｕ ｍｌ ｅ ｉ ｎ线 向负 载 放 电 ， 并 在 负 载上 输 出 一个 准 方波 脉
槽 结 构 圆 盘 形 介 质样 品 在 指 状 电 极 下 闪 络 通 道 的 差 异 以及 刻 槽 结 构 对 材 料 绝 缘 强 度 的 提 升 。实 验 结 果 表 明 ： 槽 纹的引人改变了闪络通道的形成位置 ， 平 板 结 构 介 质 样 品 的表 面 闪络 一 般 是 沿 两 电极 中心 连 线 发 展 ， 而 刻 槽 结 构介 质样 品 的 表 面 闪 络 则是 沿介 质 边 缘 发 展 。这 导 致 后 者 的 闪 络 时 延 至 少 是 前 者 的 ／ ２ 倍， 证 明 了 刻 槽 结
面闪络 的 发生必 须尽 可能 地抑 制次级 电子倍增 的发 展 。刻槽绝 缘 子是一 种 已被证 实可有 效抑制 介 质表面 次级
电子倍 增 的结构 ７ ， 但 有关其 闪络光学 特性 的研 究却 鲜有 报导 。为此 ， 本 文借 助于一 部超 高速 相 机 和一长 脉 冲低 阻抗 强流相 对论 电子 束加 速器 ， 在真 空百 ｎ ｓ 高压 脉 冲下 ， 对 几种 常用 有 机 材料 的真 空表 面 闪络 特 性进 行
化 绝缘 子 ］ ， 高梯 度绝 缘子 Ｄ ｏ － ｎ 以及 所谓 的 Ａ — Ｂ ＿ Ａ 结构 式绝 缘子ｎ ¨ ］ 。采 用复 杂绝缘 结构 也是 其 中一 种可 有 效 提升 介质 材料 绝缘 强度 的方法 口 ］ 。而在 真空 表面 闪络 的机理 研究 方面 ， 目前 还缺 乏对 闪络过程 充分 的认 识 。