基于等离子体参量诊断的大气压下绝缘沿面闪络机理研究

Presently,a significant amount of the research related to dielectric surface flashover at atmospheric conditions is of an applied nature,such as the dependence of the flashover voltage on the following parameters:spacer profile,dielectric material,surrouding environment,and so on.In the literature on surface flashover,which has few measurements of fundamental parameters during its development process,there are some mechanisms yet to be understood.The purpose of this research is to develop a science-based understanding of surface flashover at atmosphere pressure.A practical way to document the dynamics of surface flashover is direct measurements of electron density evolution profile,electron drift velocity etc. with modern diagnostic tools such as laser interferometer,photomultiplier tube etc..Further work on surface flashover is improved modeling based on the above results.Such investigations will no doubt add to the understanding of dielectric surface flashover at atmospheric conditions and promote the development of high voltage and insulation technology.

目前，人们对大气压下绝缘沿面闪络的实验研究基本停留在研究外部参数如绝缘子形状、材料特性、介质环境等对沿面闪络电压的影响，而很少直接测量沿面闪络发展过程的一些内部物理参数，这种状况导致沿面闪络的一些机理性的问题没有完全解决。本项目将对大气压下绝缘沿面闪络进行深入的实验研究和理论分析。将先进的物理诊断设备（如激光干涉仪、光电倍增管等）应用到绝缘沿面闪络实验中来，将沿面闪络发展过程和电子密度演化过程、电子漂移速度等直接联系起来。另外，根据实验结果，建立更准确的物理模型。这些工作将促进大气压下绝缘沿面放电理论和高电压外绝缘技术的发展。

大气压下绝缘沿面闪络机理是高电压与绝缘技术中一个非常重要的问题。我们针对大气压不同气体的流注放电特性和绝缘介质对表面流注发展特性影响进行了深入的研究。为了提高光电离计算效率，提出采用Helmholtz方法和简化球谐法代替Zheleznyak积分模型求解光电离；研究了湿度和气体成分对流注放电特性的影响；提出改进多项近似法求解玻尔兹曼方程计算电子输运系数，并研究了吸附和外部磁场对电子输运特性的影响；研制了一套直流和脉冲电压下绝缘沿面闪络试验系统，其中直流电压为±80kV，脉冲电压幅值为460kV、上升时间为36ns，能满足4cm间隙沿面闪络试验要求。