静电放电是自然界存在的两种剧烈放电现象之一(另一种是雷电放电),其放电电磁脉冲具有放电电压高、瞬时电流大、辐射频带宽、辐射场强高以及难以人为控制等特点。静电学的研究涉及基础理论研究、静电危害防护、静电应用等多个领域。
为解决强场电磁辐射效应测试的技术难题,把握不同测试方法的优缺点和适用范围,明确技术发展方向和研究重点,系统分析了均匀场全电平辐照、电磁混响室内整体辐照、共模电流注入和差模电流注入等电磁辐射效应测试方法的研究进展,分析了各类测试方法的适用范围,明确了等效测试方法必须与传统全电平辐照法测试结果相一致的技术发展要求。根据大尺寸...
飞机静电放电器用于泄放飞机沉积静电,降低飞机沉积静电危害,其静电泄放性能关系飞机沉积静电防护的效果。采用美军标推荐的试验方法,对某型后缘型复合材料飞机放电器静电泄放特性进行了测试、研究。在40kV负极性电压下,受试放电器泄放电流为20.9μA,当气流速度达到100m/s时,泄放电流增加预计达22μA;实测泄放电流值〉10μA,受试放电器满足泄放电流...
导电性液体食品异常击穿是脉冲电场灭菌技术中的技术瓶颈之一。为了深入研究液体异常击穿机理,需要准确的测量被处理液体的等效阻抗。提出利用方波脉冲对高导电性液体食品的等效阻抗进行测量,通过对三种不同的电压施加方案的比较,选取了一种对测量结果影响最小的脉冲电压施加方案。并对自来水、橙汁、自然脱气啤酒和牛奶的等效阻抗进行了测量。...
为进一步提高介质阻挡放电(DBD)降解甲醛的效率,并控制副产物的生成量,采用正负双极性高压脉冲电源对同轴式介质阻挡反应器供电,系统地研究了脉冲电压、脉冲重复频率、放电间隙、气体体积流量及甲醛初始质量浓度等影响因素对甲醛降解率及臭氧生成质量浓度的影响。实验结果表明:升高脉冲电压有利于甲醛的降解,当脉冲电压达到19 k V时,脉冲电压...
为了解高压电晕放电与液相化学氧化协同脱硝的影响因素与机理,研究了在高压电晕放电与液相化学氧化的协同作用下,供电电压、水体积流量、吸收剂种类以及NO初始质量浓度、烟气体积流量等因素对脱硝效率的影响,探讨了高压电晕放电与液相化学氧化协同脱硝的机理。NO气体经流量计与空气混合形成模拟气体,输送至反应器内进行反应后排放。测定NO质量浓...
为提高电磁环境下电路的抗干扰特性,基于电路进化设计思想,采用基因编程算法自动实现鲁棒性模拟电路的进化设计,使电路在局部元件受扰情况下仍然能够保持原有功能,并且电路的整体性能衰减较小。同时定义了电路局部短路和局部断路两种故障模式,通过调节电路中每个元件并联电阻的阻值来模拟电路故障状况及其损伤程度,采用基于动态抽样的近似鲁棒性...
大气压介质阻挡放电(DBD)等离子体被广泛研究用于生物灭菌、材料表面改性、污染物净化处理等,而DBD装置的电极结构影响等离子体生成特性及其应用效果。为此,研究了不同高压电极构型(阵列针电极、网电极、平板电极)对DBD装置的放电特性、臭氧生成特性的影响。结果表明:网孔尺寸影响网电极的电流脉冲幅值、丝状电流脉冲数目和放电功率,网孔尺...
为了提高脉冲放电等离子体(pulsed discharge plasma,PDP)对染料废水的降解率,以酸性橙II(acid orange,AO7)作为目标污染物,建立了多针-板电极形式的PDP与活性炭(activated carbon,AC)相协同的循环脱色体系,即PDP/AC协同体系。研究考察了PDP/AC协同体系中AC的添加、AC粒径、电极间距、溶液p H值、载气种类、载气体积流量等关键参数对AO7降...
为实现编织增强型电磁防护材料的屏蔽效能理论预测及其优化设计,构建了复合材料的等效模型,该模型将编织型复合材料剖分成多层单纱定向周期排列的各向异性介质的叠加,并基于有效介质理论给出了各层介质等效电磁参数的计算公式,仿真计算并验证了等效模型预测材料屏蔽效能的可行性。然后基于等效模型分析了编织增强型电磁防护材料屏蔽性能的影响因...
为了提高介质阻挡放电(DBD)产生臭氧的利用效率以及DBD对甲基橙废水的降解效率,制备了负载铁锰复合金属氧化物的活性炭,并加入DBD反应器中,建立了DBD协同负载型活性炭催化处理废水体系。考察了负载型活性炭投加量、放电电压、废水p H值和反应器通气量等因素对甲基橙去除效率的影响,探讨了DBD协同负载型活性炭催化降解甲基橙废水的机理。研究结...
为了提高基于雪崩三极管级联的超宽带电磁脉冲源的输出功率,将其作为脉冲子源,提出对两路相同的脉冲子源进行功率合成,并分析了该脉冲子源的频率参数。根据输出脉冲宽频带、陡前沿的特点,利用ADS仿真软件对3节、4节和7节功率合成模块进行了仿真和优化设计,最终确定并研制了最优的3节功率合成模块。通过实际测试得出:在脉冲子源的工作频带内,其...
卫星外露介质因热导率低而在光照面与背光面之间存在温度梯度,这将影响介质电导率继而影响深层充电过程。为此,建立了考虑温度场的介质深层充电模型,针对1维模型给出了数值求解方法并进行了验证。模型的温度梯度效应是通过介质电导率对温度的依赖关系而体现的。以聚酰亚胺介质为代表,通过试验测试和数值拟合得到了253~353 K温度范围内的介质本征...
为研究金属腔体不同耦合途径对腔内电磁耦合的影响,基于时域有限积分方法建立了电磁波辐射条件下金属腔体不同耦合途径计算模型,引入不同耦合途径对比系数评价指标,分析了孔缝、贯通导线两种耦合途径对腔内电磁耦合的影响,采用吉赫兹横电磁波(GTEM)室、矢量网络分析仪等搭建了一种新的耦合试验平台对计算结果进行验证。研究表明:该试验方法准...
热控涂层表面镀氧化铟锡(indium tin-oxide,ITO)膜是抑制航天器表面充放电的有效措施,但空间辐射环境总剂量效应可能会使镀ITO膜防静电热控涂层的导电性能发生退化,从而引发充放电效应。为此,以2种典型防静电热控涂层(ITO/Kapton/Al、ITO/OSR/Ag)为研究对象,研究了地球同步轨道(GEO)低能质子和电子辐射环境对防静电热控涂层表面电阻率的影...
电推进在轨工作时将产生低温稠密等离子体,与地球同步轨道的空间离子体特性存在较大差异,且等离子体中的低速交换电荷离子易受到卫星表面电位的作用,形成返流并作用于卫星表面材料,对航天器表面充放电效应产生重要的影响。为此,综合考虑材料二次电子和背散射电子发射电流,分析电推进产生等离子体充电电流特性,基于充放电平衡方程进行电推进等离...
通过采集并分析电除尘器内部流场和粒子分布动态和静态图像的方法,对微细粒子捕集效率进行评价。实验电除尘器箱体采用有机玻璃材质,放电极为芒刺型,测试粒子源为人工烟气,烟气入口流速为0.4 m/s。实验中对放电极分别施加直流和脉冲高电压,采集相应流场变化的图像和电除尘器入风口与出风口粒子分布的图像进行处理和分析。实验结果表明:提出的动...
为了比较研究不同极性不同表面电位的驻极体对模型药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)经离体大鼠皮肤的渗透规律及其在大鼠皮肤内分布的影响,利用表面电位为±500 V、±1 000 V和±1 500 V的聚丙烯(PP)驻极体为促渗源,并与未经驻极体作用的对照组进行对比,利用萃取等提取分离技术将大鼠皮肤内部的模型药物5-Fu滞留量检测出来,研究了驻极体对5-Fu经离体大鼠皮...
天然酯绝缘油具有优异的电气绝缘性能,是油浸变压器和脉冲功率装置的良好绝缘介质。为了研究天然酯绝缘油在正极性ns脉冲电压下的绝缘特性,考察了针-针电极结构下针电极曲率半径、电极间距对天然酯绝缘油击穿电压的影响以及油中水分体积分数、油温与天然酯绝缘油击穿电压的关系。并利用发射光谱技术对天然酯绝缘油中放电特性进行了光谱诊断。实...
为满足目前瞬态电磁场传感器的校准问题,研制了镜面单锥横电磁波小室(TEM)电磁场标准装置,用于数k Hz到数GHz带宽以下的电磁场传感器校准。基于无线长双锥天线,对镜面单锥结构进行了理论分析及数值仿真分析,证明了其应用的可行性;并进行了工程机械设计并加工制作。最终测试结果表明,镜面单位TEM小室机械结构良好,馈电点电压反射系数小于6%,对...
该文利用双极性脉冲电源激励填充床反应器。为了优化填充式介质阻挡放电反应器结构和电气参数,研究了不同电极形状、电极直径、石英管管径、填充材料(玻璃珠)粒径、脉冲成形电容等参数对反应器放电功率的影响。实验结果表明,采用螺纹棒电极的反应器放电功率高于普通棒状电极,增大电极直径或减小外部石英管的管径均能显著增加反应器的注入功率,...
为了得到准确的土壤结构,提出了一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)的土壤结构逆问题求解方法,该方法通过视在电阻率测量值与GA产生的土壤结构对应视在电阻率计算值的差异,从而得到一个最优的土壤结构。与现有的利用GA求解土壤结构逆问题的方法相比,该方法的优点在于首先合理的设置了土壤参数初始精度,压缩了求解空间,使得简单土壤结构的...
为了解决输配电线路的雷击问题,目前研制了1种主要应用于10 kV配电线路的多间隙强气流灭弧防雷装置。采用电弧3维动态磁流体动力学(MHD)模型描述了电弧的特性,对高速气流作用下的灭弧过程进行了仿真分析,得出熄弧时间为0.16 ms。同时进行了灭弧试验,通过高速摄像机和示波器观测了电弧熄灭过程。试验结果表明从装置触发到灭弧结束历时0.3 ms,其...
为了对接地网的导体腐蚀情况进行准确判断,建立了接地网腐蚀诊断的数学模型,基于连续性遗传算法编写了接地网腐蚀诊断程序,构建了适应度评价函数F,并利用多层减维技术对算法进行了优化。以重庆某110 kV实际接地网(41个节点、61条支路)为例仿真对比了优化前后的诊断效果。结果表明:优化前,诊断程序对真实故障支路的定位困难,出现漏诊、误诊的...
为了充分利用35 kV双回线路管型复合材料杆塔本身性能的优点,需设计合理的雷电防护方案。为此,针对雷害程度不同的地区,提出了2种并联间隙防雷保护方案,分别采取了接地引下线外置和内置的引下方式,并在复合绝缘子横担上设计制造了相应的并联间隙装置。在2种并联间隙雷电防护方案下,对35 kV复合材料真型塔头进行了雷电冲击放电试验,确定了合适的...
雷击造成输电线路跳闸是高压输电线路的主要故障。目前,雷击过电压故障主要采用行波技术加以雷击定位及数据记录,尚缺乏对雷击故障较为有效的智能处理技术。采用ATP-EMTP对雷击过电压的反击与绕击故障加以有效仿真,研究采用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)与分形理论关联维数相结合的方法进行雷击过电压故障信号故障分析及其...
高架桥将导致地铁更容易遭受雷击,因此有必要分析高架桥段地铁接触网的耐雷性能并提出改进措施。为此,利用电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立了雷击高架桥段地铁接触网的模型,评估了现有防雷措施下的地铁接触网耐雷水平,分析了接地点和避雷器对耐雷水平的影响,最后提出了改善高架桥段地铁接触网耐雷水平的措施。研究发现:现有防雷措施下的地铁接触...
川藏联网工程是联结四川电网和西藏电网的重要民生工程,工程500 kV输电线路分为乡城—巴塘和巴塘—昌都这2个部分。线路经过地区年平均雷电日高达70 d,属于多雷区;沿线地形中高山大岭和峻岭约占80%;最高海拔高度达5 000 m;线路耐雷水平亟待研究。为此,对川藏联网工程沿线电网近几年的雷击跳闸情况进行了统计分析,对乡城—巴塘和巴塘—昌都500 kV...
为防止牛从高压直流(HVDC)运行过程中接地极入地电流损坏燃气管道,开展了牛从高压直流接地极入地电流优化控制及运行方式的相关研究,主要包括接地极入地电流限制功能及其逻辑优化改进介绍、交直流系统运行控制方式及其稳定性分析,最后通过实时数字仿真系统(RTDS)的仿真试验和现场试验说明了该控制方法的有效性。研究结果表明:采用单回双极...
为研究方框带射线型接地体冲击特性,从而获取有效降阻方法,采用模拟试验方法在单一土壤与双层土壤条件下,分别研究了土壤参数、电流波前时间以及形状尺寸对接地体冲击特性的影响。结果表明:相比于黏土,细沙的临界击穿场强更大,小幅值电流造成的火花效应并不显著,随着电流幅值增加,火花效应开始显现,冲击接地电阻下降趋势更加明显。冲击电流幅值...
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