为获得有效的 T型电缆终端接头劣化缺陷在线监测方法, 首先仿真分析了 T型电缆接头在典型气隙受潮缺陷下的电场分布特性, 提出了基于电场信号变化的缺陷监测识别方法; 搭建了试验平台, 以现场实际案例为对象, 开展了受潮条件下 T型电缆终端接头电场信号监测试验, 对所提方法进行了验证。研究结果表明, 对于劣化的 T型电缆终端接头, 当湿润足够充分时, 空间电场有效值增幅达 200%; 而当内部受潮导致局部放电时, 空间电场有效值增幅可达 5~6倍。通过对比监测位置空间电场强度的上升速率, 可以识别 T型电缆接头是否出现劣化迹象。
T型电缆接头 受潮缺陷 工频电场 沿面放电 电场监测 T-typecableterminal wetdefect powerfrequencyelectricfield surfacedischarge electricfieldmonitoring
1 邯郸学院 数理学院, 河北 邯郸 056005
2 河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
在氩气柱垂直撞击介质的系统中, 随峰值电压的增加, 在介质靶上依次产生弥散点、单环和同心三环沿面放电斑图。在这些斑图的演变过程中, 每一个电压周期内, 正放电数增加, 负放电数保持一个。利用高速摄像研究斑图的形成机制, 结果表明, 每种斑图正负放电都是流光机制,正负沿面放电在时间上叠加形成各种斑图; 在每一个电压周期内, 第一个正流光形成斑图的中心点, 最后一个正流光形成斑图的弥散背景, 其他正流光形成斑图的环; 每种斑图对应的负流光总是弥散的。通过分析外加电场、残余电荷和空气扩散的影响, 定性地讨论了正流光的传播特性。
等离子体 射流 高速摄像 斑图 流光 沿面放电 plasma jet fast photography patterns streamers surface discharge
河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
在介质阻挡放电系统中首次发现了白眼超点阵同心圆环发光斑图。采用光电倍增管和高速照相机等仪器对该斑图的时空动力学进行研究,结果显示该斑图由奇数圈的点阵圆环和偶数圈的白眼圆环嵌套而成。将奇数圈的点阵记作O(Odd number,O),偶数圈的白眼中心点记作E(Even number,E),白眼晕记作H(Halo,H)。O在电压上升沿的第一个脉冲全部放电且在电压下降沿部分放电,H在电压上升沿的包络处放电,E在电压下降沿放电。用两个光电倍增管对O和E的时间相关性进行研究,实验结果表明O与E在电压下降沿的放电顺序随机。用高速录像机拍摄的瞬时照片表明该斑图的每个体放电都伴随着沿面放电。H在奇数圈的随机放电导致了部分O在电压下降沿的放电,沿面放电对壁电荷的重排作用导致了O与E放电顺序的随机性。
发光斑图 介质阻挡放电 沿面放电 壁电荷 luminescent pattern dielectric barrier discharge surface discharge wall charge
河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
利用水电极介质阻挡放电装置, 在氩气和空气的混合气体中, 首次观察到了超四边斑图沿面放电, 它是由中心点和暗点组成的。 通过观察普通相机的斑图照片, 可以发现中心点位于周围四个暗点的中心处。 利用高速录像机对斑图进行短曝光拍摄, 观察发现中心点对应体放电, 暗点对应沿面放电, 暗点由这些沿面放电形成。 中心点和暗点的亮度有所不同, 这说明中心点和暗点的等离子体状态可能不同。 采用发射光谱法, 研究了超四边斑图沿面放电的的中心点和暗点的等离子体参量随氩气含量的变化趋势。 利用氮分子第二正带系(C3Πu→B3Πg)发射谱线, 计算得出了中心点和暗点的分子振动温度; 然后通过氩原子696.57 nm (2P2→1S5)谱线的展宽, 研究了中心点和暗点的电子密度。 实验结果表明: 在相同氩气含量下, 暗点的分子振动温度和电子密度均高于中心点的相应等离子体参量; 在其他实验条件不变的情况下, 随着氩气含量从90%增大到99.9%, 中心点和暗点的分子振动温度和电子密度均逐渐增大。 结果表明中心点和暗点的等离子状态不同, 说明二者的放电机制可能不同。
介质阻挡放电 沿面放电 分子振动温度 电子密度 Dielectric barrier discharge Molecule vibration temperature Electron density Surface discharge
1 河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
2 河北大学质量技术监督学院, 河北 保定 071002
在放电间隙较大(d=3.8 mm)的介质阻挡放电(DBD)中, 通过减小放电区域(S=1 cm×1 cm), 首次观察到了单个新型放电丝。与其他实验小组所观察到的单个放电丝相比, 该单个新型放电丝由体放电(VD)和沿面放电(SD)二部分构成, 其放电稳定性和持续性极好。利用高速照相机和光谱仪, 研究了单个新型放电丝在外加电压半周期单次放电中的放电特征和单个新型放电丝侧面放电柱不同位置的等离子体状态。在高速照相机不同曝光时间条件下拍摄得到了单个新型放电丝端面和侧面放电的瞬时照片, 并对其外加电压半周期单次放电的放电特征与辉光放电进行了对比。利用发射光谱法, 采集了单个新型放电丝侧面放电柱不同位置的氩原子763.26 nm(2P6→1S5)和772.13 nm(2P2→1S3)发射谱线, 并通过两条谱线强度比法, 估算出了相应的电子激发温度。实验结果得出: 单个新型放电丝由体放电和沿面放电构成, 且沿面放电在体放电四周呈枝状扩散;单个新型放电丝在外加电压半周期单次放电中与辉光放电特征相似, 且在阴极呈现出漏斗状放电;氩原子谱线强度及其相应的电子激发温度从极板两端到中间均呈减小的变化趋势, 表明单个新型放电丝侧面放电柱不同位置的等离子体状态不同。
介质阻挡放电 体放电 沿面放电 电子激发温度 Dielectric barrier discharge Volume discharge Surface discharge Electron excitation temperature
河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定071002
在放电间隙较大的介质阻挡放电中, 利用高速照相机, 同时观察到了体放电(VD)和沿面放电(SD)。 采用光谱法, 研究了VD和SD的光谱线形随放电参数的变化。 在氩气介质阻挡放电中, 测量了VD和SD的Ar Ⅰ(2P2→1S5)谱线展宽和频移随气压及放电间隙的变化。 结果发现: SD的展宽和频移均比VD的大, 说明SD的电子密度高于VD的电子密度; 随着压强从40 kPa增大到60 kPa, VD和SD的谱线展宽及频移均增加, 表明它们的电子密度均随压强的增大而升高; 随着d值从3.8 mm增大到4.4 mm, VD和SD的谱线展宽也增加, 反映它们的电子密度均随d值的增大而增加。
介质阻挡放电 体放电 沿面放电 谱线展宽 谱线频移 Dielectric barrier discharge Volume discharge Surface discharge Width of spectral line Shift of spectral line
河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
设计了水电极放电装置, 在空气/氩气混合气体中实现了大面积沿面放电。 采用发射光谱法, 对分子振动温度、 电子平均能量和电子激发温度等随气压的变化进行了研究。 根据氮分子第二正带系(C3Πu→B3Πg)的发射谱线计算出氮分子的振动温度; 使用Ar 763.51 nm(2P6→1S5)和772.42 nm(2P2→1S3)的两条发射谱线的强度比得到电子激发温度; 通过氮分子离子391.4 nm和氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度之比得出了电子的平均能量的变化。 实验研究了发射光谱随气压的变化, 发现其强度随着气压的增加而增强, 且其整个轮廓和谱线强度之比也发生变化。 随着气压从0.75×105Pa升高到1×105Pa, 分子振动温度、 电子激发温度和电子能量均呈下降趋势。
大面积沿面放电 振动温度 电子激发温度 Large area surface discharge Vibrational temperature Electronic excitation temperature