《納秒亞納秒脈衝下電極覆蓋短氣（油）隙放電機理研究》是依託哈爾濱理工大學，由鄭殿春擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：納秒亞納秒脈衝下電極覆蓋短氣（油）隙放電機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄭殿春
- 依託單位：哈爾濱理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納秒亞納秒脈衝下的電極覆蓋短氣（油）隙絕緣放電機理試驗研究，涉及到電極構形、電極導體材料的功函式、覆蓋介質特性、間隙尺寸以及間隙氣體種類（電負性和非電負性氣體）等多因素，本課題有針對性選擇典型的氣體（液體）和聚合物材料（聚酯薄膜和電纜紙）構成的導體-介質覆蓋-氣（油）隙和介質覆蓋-導體對稱絕緣系統，或導體-介質覆蓋-氣（油）隙-導體非對稱絕緣體系，施加納秒亞納秒脈衝電壓，通過試驗研究揭示納秒脈衝下的電極覆蓋短氣（油）隙放電機理，以及電極材料、構形、覆蓋介質特性和不同氣體介質、壓力和間隙距離的影響；揭示納秒亞納秒脈衝下的電極覆蓋短氣隙絕緣放電過程和擊穿機理，包括：在窄脈衝作用下空間電荷產生、空間電場建立、介質表面電荷沉積規律以及放電通道形成的微觀機制；揭示納秒亞納秒脈衝下的電極覆蓋短油隙絕緣放電機理，以及電極材料、構形、覆蓋介質特性和液體介質性能、溫度和間隙距離的影響。
結題摘要
遵循物理守恆定律、流體力學理論和方法建立了描述窄脈衝電極覆蓋短氣隙放電過程粒子連續性方程、動量方程並耦合泊松方程的非線性微分方程動力學模型，運用先進的解析算法，獲得了短間隙氣體放電過程非線性動力學行為的演化規律，有針對性選擇典型的空氣和SF6為研究對象，選擇不同介電性能的覆蓋介質構成導體-介質覆蓋-氣隙-介質覆蓋-導體的絕緣結構，分析了其放電過程動力學行為，揭示了納（亞）秒脈衝下的電極覆蓋短氣隙放電機理，以及空間電荷產生、空間電場建立、介質表面電荷沉積規律和放電通道形成演化機制，並獲得了電極系統參量、激勵參量和介質特性對其空間電場、粒子密度及動力學行為的依賴關係。同時對空氣中不同間距下的針-板電極、尖-尖電極進行了放電實驗，分別採集了空氣在短間隙針-板電極和尖-尖電極放電瞬間的圖像和光譜信息，觀察到隨著外施電壓的改變，間隙流注放電通道演化過程，並依據實驗數據獲得了電子溫度、電子密度等相關參量，與計算結果吻合。為了研究快脈衝下液體介質放電過程中帶電粒子的微觀動力學行為，以及不同條件對放電過程中流注發展的影響，建立了針-球電極物理模型和相應的數學模型，主要包括電子、正負離子的連續性方程，描述液體溫度變化的熱擴散方程，同時耦合泊松方程描述電場變化，數值模擬了0.01/0.1μs、0.05/0.2μs和0.1/2μs脈衝電壓下環烷基液體介質預擊穿過程電場、空間電荷密度、溫度的變化規律以及放電通道流注的形成和傳播過程，獲得的成果為進一步研究探索極端條件下液體放電機制提供了思路和方法，對拓展其套用領域具有實際意義。
