电晕辐射成像仪在电力等领域已得到广泛应用, 为了实现对电晕放电等缺陷故障的精确定位检测, 建立了核心性能统一、科学可靠的测试平台和测试方法。首先, 对传统的电晕辐射成像仪高温黑体灵敏度测量法进行了关键性改进, 提出了一种新的基于标准日盲紫外光源和平行光管的测量方法, 通过光源、积分球及控制系统来实现光学成像测试、紫外灵敏度测试和带外抑制性测试。最后, 基于新方法研制了一套全新的电晕辐射成像仪光学成像性能、紫外灵敏度及带外抑制性能测试平台。研究结果表明: 所提出的测试方法和搭建的测试平台更易评估电晕辐射成像仪性能的真实情况, 满足电晕辐射成像仪实际测试的需求。

局部空气放电是导致高压输变电设备绝缘劣化的重要因素。 空气放电中丰富的发射光谱信息与放电特征存在直接映射关系。 采用针-板电极模拟了空气电晕放电的发展过程, 并检测了放电由弱变强过程中的“紫外-可见光-近红外”波段在200~980 nm范围内的发射光谱。 放电初期的发射光谱主要由氮气分子N₂的带状光谱组成, 分别为N₂第二正带系(second positive system, SPS)和N₂第一正带系(first positive system, FPS)。 放电程度加深后, 发生能级跃迁的粒子种类更加丰富, 由此产生了带状光谱与线状光谱相互交叠的复杂谱线, 光谱范围也由放电初期的280~460 nm扩展至200~980 nm。 放电处于临界击穿时, 发射光谱的强度急剧增加, 强度最高值出现在500.715和777.202 nm处, 分别对应氮离子N⁺和氧原子O的辐射谱线, 这意味着微观放电过程再次发生改变。 基于空气放电机理分析得到: 放电初期、 放电加深、 放电临界击穿三个阶段中强度占优的谱峰或谱带分别由N₂, NO与O和N⁺辐射跃迁所致, 这由放电间隙的能量所决定, 其特征光谱分别为336.907, 239.687和500.715 nm。 放电初期, 336.907 nm处的强度绝对占优, 239.687和500.715 nm处的相对强度极小; 放电程度加深时, 239.687 nm处的强度占优, 500.715 nm处的相对强度极小; 临界击穿时, 500.715 nm处的强度占优, 336.907 nm处的强度最弱。 空气电晕放电的200~980 nm光谱范围内, 紫外波段、 可见光波段和近红外波段的光子数虽然都随着施加电压的升高而增加, 但各波段光子数的归一化结果表明: 随着放电程度的加深, 紫外波段的光子比例逐渐减小, 可见光波段的光子比例逐渐增加, 近红外波段光子比例变化相对较小。 不同放电阶段的“紫外-可见光-近红外”波段的相对光子数分布有较明显的差异, 可以反映放电的发展程度。

连续电流是闪电放电过程中的一个重要子物理过程, 它是指雷暴云局部电荷中心在回击之后沿原通道对地的持续放电过程。 在连续电流阶段, 原本发光微弱的通道其亮度有时会突然增强, 这种现象被称为叠加了M分量, 自20世纪连续电流被发现以来, 国内外学者进行了许多观测研究。 目前主要是利用电磁学和光学的观测手段揭示其放电和发光的宏观特征, 利用光谱观测对其通道内部微观的发光信息和物理特性等的研究还很缺乏。 如关于连续电流阶段放电通道内的温度特性参数目前鲜有报道, 而温度是研究闪电连续电流放电通道物理特性所必需的基本参量, 也是预防连续电流引起的雷电灾害事故所关心的参数。 依据由无狭缝高速光谱仪观测的一次云对地闪电首次回击后叠加三个M分量的连续电流过程的光谱资料, 分析了整个放电过程中光谱的演化特征, 计算了连续电流放电过程电流核心通道和外围电晕通道的温度, 研究了两者随通道高度的变化特性。 结果表明, 在初始回击阶段, 通道的光辐射主要是激发能较高的一次电离的氮离子辐射, 在之后连续电流阶段, 通道的光辐射则主要是激发能较低的中性氮、 氧原子辐射。 离子线辐射在回击初期时最强, 氢Hα线和红外波段的中性原子线在M1时最强, 连续谱在M2时最强。 近红外波段的四条线OⅠ 777.4, NⅠ 746.8, 821.6和868.3 nm在整个放电过程都可以被观测到。 在连续电流阶段, 电流核心通道温度为42 060~43 940 K, 比相应回击核心通道温度高6 020~7 900 K; 外围电晕通道温度为16 170~20 500 K; 通道核心温度和电晕温度均随时间变化不大; 通道核心温度随通道上升呈减小趋势, 而外围电晕温度随通道上升呈增大趋势。

快脉冲直线变压器型驱动源（FLTD）是近年来快速发展的新型脉冲功率源技术，多采用多间隙气体开关作为开关器件。电晕均压措施有利于提升开关击穿性能，但不同气体中电晕放电有显著区别。本文首先研究了空气中针电极对单间隙电晕放电特性的影响，确定了电晕针电极的尺寸，之后研究了N₂，CO₂，SF₆/N₂混合气体、C₄F₇N/N₂混合气体中的电晕放电特性，研究了电晕均压6间隙气体开关击穿电压及其稳定性随气体种类和气压的变化规律。实验结果表明，N₂中电晕电流较大且不稳定，空气中电晕电流比N₂中低，且电晕放电较为稳定，微量强电负性气体加入会极大降低电晕放电电流。当采用空气和N₂作绝缘介质时，气体开关击穿电压随气压升高线性增加，但存在低值击穿，微量强电负性气体混合N₂可显著提升击穿电压的稳定性。1%SF₆/99%N₂混合气体在0.18 MPa时，击穿电压约为197.33 kV，标准偏差占击穿电压比例为1.50%，1% C₄F₇N /99%N₂混合气体在0.15 MPa时，击穿电压约为190.42 kV，标准偏差为0.55%。这表明，微量环保替代气体C₄F₇N与N₂的混合气体对于提升多间隙气体开关击穿电压稳定性有显著作用。

随着印染行业的快速发展，印染废水的排放与日俱增。由于废水中的有机物具有成分复杂、难以降解的特点，若未经有效处理直接排放，会对生态环境造成严重的污染和危害。试验设计了一种多针-网式反应器循环处理有机组分为酸性红73（AR73）的模拟废水，其采用自行设计的基于TLT（Transmission Line Transformer）的高压重频纳秒脉冲电源驱动。电源可以产生峰值电压为50 kV，脉宽40 ns，上升沿20 ns的纳秒脉冲信号，工作频率可达500 Hz。试验考察了峰值电压、放电频率、染料初始质量浓度及作用时间等因素对AR73降解效果的影响。为评价处理效果，采用紫外分光光度法分别测量了废水中剩余染料浓度、过氧化氢浓度等指标。结果表明，在初始浓度30 mg/L，循环流量3.4 L/min，放电间距30 mm，峰值电压44.26 kV，放电频率200 Hz条件下处理30 min，AR73降解率可以达到83.20%，单次脉冲注入能量为11.73 mJ，过氧化氢浓度为47.36 μmol/L，反应器脱色能效（G₅₀）可以达到31.07 g·kW^?1·h^?1。增大放电电压可以进一步提高AR73降解率，溶液中活性物质浓度提高，但是能量效率有所下降。

针对飞行器全球卫星导航系统接收机易受静电放电干扰的问题，研究了机体表面电晕放电与机务维修火花放电对接收机的干扰效应。分析了静电放电的时频域特征，使用针球电极与高压源组成的模拟器开展了电晕放电对接收机的前门耦合实验，证明了电晕脉冲产生的辐射场对接收机无明显干扰效应。基于人体金属ESD模型开展了火花放电对接收机的干扰效应实验，发现浪涌电流易导致接收机串口转换芯片电位波动，读写程序主循环卡死，应针对串口端进行静电阻抗器防护。