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《中国工程物理研究院北京研究生部》 2003年
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真空表面绝缘特性研究

谭杰  
【摘要】: 绝缘子的真空表面绝缘特性研究真空下的高压沿绝缘子表面击穿物理过程,称真空表面闪络过程。影响该过程的因素包括绝缘材料结构、空间电场分布、表面处理方法、所加电压特征,脉冲宽度等。研究真空表面闪络过程有两类理论:二次电子发射崩溃(SEEA)和电子引发极化松弛(ETPR)。SEEA理论以绝缘子表面在电子轰击下发射二次电子为基础,包含了电子诱发脱附(ESD),和脱附气体离子化并对闪络过程产生影响等过程,对表面闪络现象进行了解释。 本文分析了二次电子发射过程的经验公式,推导了真空表面闪络的稳定条件,以SEEA理论的观点描述了真空表面闪络发生的物理图象。对影响表面闪络发生因素,提高表面闪络电压阈值方法进行了分析。 在长脉冲加速器上(500kV,3kA,1μs)进行了表面闪络现象的观测研究工作。使用KARAT程序分析了无箔二极管的回流屏蔽方法,实验中发现加屏蔽环后表面闪络电压从300kV提高到了400kV。发现外加6000高斯磁场后,表面闪络电压降低~20%。对绝缘子损伤后的绝缘子表观结构也进行了观察。 总结提出了绝缘子设计的三点基本考虑: 1、选择真空性能好的绝缘子,减少可能存在的弱点; 2、尽量降低三结合点电场强度; 3、使电场沿绝缘子表面分布尽量均匀。 设计出工作于脉宽200ns脉冲电压下的最高电压750kV锥形绝缘子,并进行了结构优化。锥形绝缘子高15cm,锥底直径35cm,锥顶直径5cm,实验结果表明满足设计要求,在600kV以上工作300多次,最高电压达750kV,运行稳定,未发生沿表面闪络现象。
【学位授予单位】:中国工程物理研究院北京研究生部
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TM216

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 屈立辉;刘列;徐启福;文建春;;真空高压二极管的绝缘结构分析[J];高电压技术;2008年10期
2 林惠祖;;真空绝缘子结构优化设计的理论和方法[J];绝缘材料;2006年05期
3 常天海;吴金成;;固体材料二次电子发射特性对其静电起电性能的影响[J];科学技术与工程;2011年33期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 丁立健,李成榕;真空中绝缘子的沿面闪络现象[J];高电压技术;1999年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 王必本,王万录,廖克俊,肖金龙;负衬底偏压增强离子轰击对金刚石核化影响的理论分析[J];河南师范大学学报(自然科学版);2000年02期
10 林惠祖;;真空绝缘子结构优化设计的理论和方法[J];绝缘材料;2006年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵文彬;冲击电压下半导体材料表面闪络现象与机理的研究[D];西安交通大学;2007年
2 丁立健;真空中绝缘子沿面预闪络和闪络现象的研究[D];华北电力大学;2001年
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6 贾瑜;金属、半导体高密勒指数表面:表面能和电子结构[D];郑州大学;2003年
7 刘沙;硬质合金基体表面预处理及其金刚石涂层的研究[D];中南大学;2003年
8 袁庆龙;纯铜双辉等离子渗钛、镍表面合金化研究[D];太原理工大学;2004年
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10 高巍;高压纳秒脉冲下真空绝缘沿面闪络特性研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2005年
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1 刘瑜;基于磁场闪络抑制效应的真空沿面闪络特性研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 刘存金;界面层对CMN/CT叠层薄膜结构和介电性能的影响[D];武汉理工大学;2011年
3 陈功宝;Al表面“类液”结构及自扩散的原子模拟[D];兰州理工大学;2011年
4 张晓华;P型杂质Ga在SiO_2-Si内界面的分凝特性研究与探讨[D];山东师范大学;2002年
5 袁小武;PLCT(x)纳米微粉和铁电薄膜的Sol-Gel法制备及其结构和性能研究[D];四川大学;2002年
6 闫红;碳纳米管储氢的计算机模拟研究[D];安徽大学;2002年
7 洪才浩;场致负离子及机理研究[D];华中师范大学;2003年
8 王晓春;金属高密勒指数表面能和表面结构的分子动力学研究[D];郑州大学;2004年
9 王飞;GaAs(114)表面电子结构和面心立方金属表面扩散的计算和理论研究[D];郑州大学;2005年
10 陆必志;基于PVD法的锌薄膜及特性研究[D];中南大学;2005年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 丁立健,李成榕;真空中绝缘子的沿面闪络现象[J];高电压技术;1999年02期
2 高巍,孙广生,严萍;高真空条件下绝缘闪络机理研究的评述[J];高电压技术;2005年01期
3 杨汉武,王勇,张建德,赵延宋;Spark-05加速器真空界面设计[J];国防科技大学学报;2005年05期
4 高巍,孙广生,严萍,邵涛;基于电子激励解吸附原理的二次电子崩假说[J];高压电器;2004年05期
5 刘列,刘永贵,刘存华;无箔二极管径向绝缘的数值模拟研究[J];强激光与粒子束;2002年01期
6 刘娟,王金淑,周美玲,张久兴,宗斌,左铁镛;次级发射相关研究及应用的发展与现状[J];中国钼业;2001年05期
7 王立,秦晓刚;空间材料二次电子发射特性测试[J];真空与低温;2002年01期
8 陈益峰;杨生胜;秦晓刚;柳青;史亮;孔风连;汤道坦;李存惠;;介质材料带电对二次电子发射影响的研究[J];真空与低温;2010年03期
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1 徐静声;新型SM-PDP放电单元中的二次电子发射研究[D];东南大学;2004年
2 刘敏;场致发射器件中二次电子发射的研究[D];东南大学;2004年
【二级引证文献】
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1 肖立;王珏;严萍;;真空沿面放电产生气体的质谱分析[J];高电压技术;2012年01期
2 程焰林;向伟;雷杨俊;;真空中高压电极结构的单次脉冲沿面闪络耐压研究[J];高压电器;2009年03期
3 程焰林;向伟;雷杨俊;罗永刚;;弯曲电极结构对真空中氧化铝陶瓷沿面闪络耐压的影响[J];绝缘材料;2008年01期
4 黄学增;詹江杨;郑楠;张冠军;小林信一;山纳康;;真空中不同温度下典型脉冲功率领域用有机绝缘材料介电特性的研究[J];绝缘材料;2012年03期
5 李春霞;谭杰;张永辉;向飞;王淦平;常安碧;;长脉冲二极管绝缘子真空表面闪络[J];强激光与粒子束;2011年04期
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1 吴金成;二次电子发射与固体材料静电起电的理论研究[D];华南理工大学;2013年
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1 谭杰;;真空表面的绝缘特性[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
2 谭杰;常安碧;胡克松;刘庆想;马乔生;甘延青;;长脉冲真空二极管径向绝缘[A];中国工程物理研究院科技年报(1999)[C];1999年
3 谭杰;常安碧;胡克松;刘庆想;马乔生;刘忠;;长脉冲强流电子束二极管径向绝缘机理与实验[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年
4 王勐;邓建军;戴光森;王景生;夏连胜;;2MeV注入器绝缘支撑设计与实验[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年
5 雷杨俊;唐兵华;黄云;游小凤;;真空中氧化铝陶瓷表面绝缘特性的测量和表征[A];第九届真空技术应用学术年会论文集[C];2006年
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3 门涛;阴极等离子体及阴极表面损伤研究[D];国防科学技术大学;2007年
4 谭杰;真空表面绝缘特性研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
5 李立民;高功率二极管碳纤维阴极的研究[D];国防科学技术大学;2004年
6 王璁;0.1~0.25MPa下SF_6混合气体中绝缘子的沿面闪络特性研究[D];华北电力大学;2012年
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