电荷的二旋量理论

本文通过对电流生磁、CP联合反演和盖尔曼——西岛法则的分析,认为电荷应由旋量构成,从而导出了电荷的二旋量理论。     

聚酰亚胺薄膜表面电荷的开尔文力显微镜研究

为在微纳米尺度下研究无机纳米掺杂对聚酰亚胺表面电荷特性的影响,采用开尔文力显微镜测量了杜邦公司生产的原始聚酰亚胺薄膜和纳米掺杂耐电晕聚酰亚胺薄膜二种材料,在被导电微探针注入电荷后的表面电荷发生、发展特性。实验发现,在相同的电荷注入条件下,耐电晕薄膜上表面电荷积累量约为原始聚酰亚胺薄膜上电荷积累量的50%;耐电晕薄膜上电荷消散速度较快,约为原始聚酰亚胺薄膜上的4~5倍。分析可知,耐电晕薄膜由于掺杂了纳米颗粒Al2O3,使得薄膜的注入势垒增大、电阻率减小,这些因素减少了耐电晕薄膜表面电荷的积累,避免了局部电场畸变,进而增强了材料的耐电晕特性。     

直流电压下SF_6气体中电极覆膜对金属微粒启举的影响机理

为研究直流电场下SF_6气体中低压电极覆膜对金属微粒启举的影响机理,搭建了实验平台并使用高速摄像机记录运动轨迹。实验结果表明,随着SF_6气体压力的增大,微粒启举场强升高,且启举后到达高压电极的时间缩短。基于图像处理获得了微粒的瞬时位移,结合运动力学方程和最小二乘法提出了启举时电荷量的计算方法,微粒电荷量的计算分析表明启举时的电荷量减小。建立了覆膜后金属微粒周围电场分布的理论模型,电场分析表明金属微粒与薄膜间的电场明显增大及表面电荷密度分布的改变,使得金属微粒受到向下的极化作用力。研究认为:电荷量减小和极化作用力向下综合导致金属微粒的启举场强提高;覆膜后局部放电是金属微粒的带电机理;SF_6气体压力增大使得金属微粒发生局部放电的起始场强升高,导致极化作用力增大,需要更高场强发生启举。     

纳秒脉冲下真空绝缘子表面电荷的三维分布形态EI北大核心CSCD

表面电荷的积聚会改变电场分布,也会参与放电的电子倍增过程,导致真空绝缘子的沿面闪络电压显著降低。工程中的真空绝缘子是45°圆台形,现有的表面电荷二维测量不能满足研究要求。为研究表面电荷分布特性,研制了表面电荷三维测量平台,获得了表面电荷的三维分布形态。在正极性脉冲电压作用下,表面电荷全部为正,在负极性脉冲电压作用下,表面电荷全部为负。靠近上电极表面电荷密度大。随着脉冲电压幅值和次数的增加,电荷积聚量明显增大。表面电荷的积聚使闪络电压有一定程度的降低。45°圆台绝缘子上电极处的强电场导致的场致发射是表面电荷产生的原因。     

高电压直流复合绝缘子表面电荷积聚的有限元数值模拟及影响分析

空间直流电场和伞裙表面电荷静电将造成高电压直流工程用复合绝缘子伞裙表面快速并大量积聚电荷,引起绝缘子沿面电场畸变且闪络电压降低,从而导致高电压直流工程用复合绝缘子的绝缘性能和耐老化性能下降。以FXBW6-10/70型号的高电压直流输电线路用复合绝缘子为例,建立复合绝缘子二维仿真模型,采用有限元法对表面存在有电荷的高电压直流复合绝缘子进行电气特性分析,研究表面积聚电荷的正、负极性以及电荷积聚量对伞裙轴向和径向电场分布的影响规律,采用改进的电容探头测量伞裙表面积聚电荷随时间的动态变化过程,验证有限元仿真的有效性。结果表明:导线侧三交汇点处场强最大值与伞裙表面积聚的负极性电荷量呈负相关,与伞裙表面积聚的正极性电荷量呈正相关;伞裙表面积聚电荷存在由伞裙内侧逐步向伞裙边沿扩散的动态特性。     

昆虫电荷特性测量传感器的研究

针对昆虫探测及定位困难的问题,应用静电感应理论,建立了昆虫电荷特性传感器模型,设计制作了高灵敏度的昆虫电荷特性传感器和微电流测量电路;对传感器信号及噪声进行分析计算,并进行了标定试验。结果表明该昆虫电荷特性传感器对匀强电场的灵敏度是0.05 V/m,电荷量灵敏度为0.03 pC,线性度优于2%,可以完成对昆虫电荷量和电荷特性的测量任务,对进一步开展昆虫电荷特性的研究具有重要意义。     

铝屏蔽间隙对聚醚醚酮高能电子辐射下介质深层充电特性的影响

航天器电源系统、导电旋转机构等部件外层使用金属屏蔽层进行辐射防护,屏蔽层会影响电子辐射下介质充放电特性。为此以聚醚醚酮为研究对象,通过设置铝屏蔽层与介质之间的间隙,构建具有不同铝屏蔽与介质间隙结构的二维介质深层充电仿真模型;采用有限元分析方法仿真分析了电子辐射下,不同铝屏蔽间隙对聚醚醚酮充电特性的影响,并分析了工作电压极性的影响。结果表明,铝屏蔽距离越小,介质表面电荷积聚越严重,且积聚量随辐射时间增加而增大。当铝屏蔽接触介质时,介质表面电荷积聚量迅速减小,瞬时表面电荷会发生变化,随时间增加,表面电荷很小且基本不变,介质内部电荷也减小,同时,靠近铝屏蔽侧出现正负电荷峰。铝屏蔽不接触介质且工作电压为正极性时,表面电荷减少;为负时表面电荷增加。铝屏蔽接触介质和距离较远时有利于缓解介质充放电效应,提高航天器运行稳定性。     

空气中沿面流注放电表面电荷分布特性的仿真研究北大核心CSCD

绝缘子表面积聚的电荷会畸变电介质表面电场进而引发沿面闪络。为研究空气氛围中绝缘介质表面在沿面流注放电发展过程中动态电荷积聚情况,在自主开发的二维流体沿面放电仿真模型中增加化学反应体系,模拟了正负极性沿面放电在起始及发展过程中流注自身特性以及介质表面电荷分布特性的演化过程。研究发现施加电压为负极性时,介质表面始终累计负电荷,沿面流注头部累积电荷量极高,流注头部后方界面处电场极性反转,正离子向介质表面运动;施加电压为正极性时,沿面流注头部累积正电荷,尾部电子朝介质表面扩散,介质表面总电荷量为负值。     

基于PN结物理特性综合实验仪测量电子电荷量

电子电荷量是一个极为重要的基本物理量,对它的精确测定有着非常重要的意义。基于PN结物理特性综合实验仪,利用PN结正向电流随正向电压按指数变化的规律,把波尔茨曼常量作为已知值,测量出三极管发射极和基极之间的电压值,结合最小二乘法进行线性拟合,精确地计算和测量出了电子的电荷量。该方法的测量原理清楚、实验设备简单、操作方便,从测量结果可知,所测电子电荷量与标准值相比,其相对误差较小,说明测量结果准确,实验方案确实可行,具有一定的应用价值。     

工频电压下电缆本体的空间电荷测试

采用新的相位匹配方法,研制了交流电压下交联聚乙烯电缆本体的空间电荷测量装置。利用该装置进行了两组实验,以研究电缆的交流空间电荷特性。一是对电热老化90 d后的XLPE电缆进行2 h交流极化实验,二是对现场运行15年的电缆进行384 h温度梯度场下交流老化实验;在加压的过程中同时测量空间电荷。实验发现,工频50 Hz电压下电缆内部存在空间电荷;两组实验刚施加电压后,绝缘内部迅速出现随相位呈周期性变化的电荷;在第二组实验长时间老化过程中绝缘内部逐渐积累出不随相位变化的固定电荷。对于第一组实验,绘制总电荷量随交流相位的变化曲线,发现电压下降阶段的电荷多于对应相位的电压上升阶段的电荷,0°的电荷多于180°的电荷。该现象表明电荷复合滞后于电压下降,也间接证明了交流电压下空间电荷的存在。     

环形电极感应充电机理及其应用研究

在理论上分析感应充电使雾滴荷电的机理 ,建立感应充电过程的电学模型 ,探讨电极结构参数对荷电效果的影响 ,并经在实验室条件下的雾滴荷质比试验加以验证 ,为静电电极的结构设计提供可靠的依据。理论分析和实验结果表明 :感应充电工作在欧姆电导区 ,荷电量随充电电压的升高呈线性增加 ;随电极雾锥体间的间距增大而减弱     

空间电荷在评估绝缘聚合物电老化程度中的应用研究

通过向聚乙烯中添加一种电压稳定剂，能够有效地抑制聚乙烯的电老化。纯聚乙烯和含电压稳定剂的聚乙烯的试样经过不同时间的电老化后，空间电荷测量表明，在电老化过程中，空间电荷的分布发生变化，出现正负电荷峰的分离和叠加。两种性质的试样中的空间电荷总量都近似地随老化时间呈线性增长，并与老化后的残余绝缘强度的变化有对应关系。分析表明，以试样的短路空间电荷总量与老化时间关系，可以评估聚乙烯的电老化程度。     

高压直流GIS 中绝缘子的表面电荷积聚的研究

研究绝缘子表面电荷积聚及其抑制措施，是开发用于直流输电的气体绝缘开关装置(GIS)的一项关键技术。文中设计了一种性能优良的新型电容探头，研究了外施直流电压极性、幅值和作用时间对表面电荷积聚的影响。研究表明，当外施电压的幅值和作用时间增加时，绝缘子表面电荷密度的平均值增加，绝缘子表面电荷分布则与外施电压的极性密切相关。文中还对绝缘子表面电荷积聚的抑制措施进行了分析、讨论。     

硅橡胶中空间电荷的形成机理

文中采用电声脉冲法，在不同的直流电场作用下，测量了硅橡胶中空间电荷的分布，并分析了其与加压时间的关系。同时测量了短路电极时空间电荷分布的变化，讨论了电极短路试样中残留电荷的分布及其影响。研究发现，在场强相对较低(5kV／mm)与较高(60kV／mm，70kV／mm)时，电极附近介质中的电荷分布均为异极性电荷，但其形成机理完全不同；而在中场强(10kV／mm，30kV／mm)下可出现同极性电荷。文章还讨论了Al和Cu电极在不同电场强度下的电子或空穴注入现象以及其在空间电荷形成中的作用。     

南方人工引雷试验及电流特征

１９９４￣１９９６年在我国东南地区进行了人工触发闪电实验,共触发闪电１１次,其中３次空中触发闪电。文章对这１１次人工触发闪电试验及其电流特性进行了分析。结果表明：触发闪电均是在负地面电场情况下成功的,大多含有多决快电流脉冲或回击过程且都中和云中负电荷,峰值电流在几千安到几十千安之间,其闪电电流特性与北方相比有显著的不同,更有利于各种防雷设施的检验。     

固体绝缘中空间电荷测量装置的研制和应用

介绍了电声脉冲法空间电荷分布测量装置的测量原理和性能，并利用此装置测量了试样中的空间电荷密度分布，运用有限元法计算空间电荷对试样内部电场的畸变。为了研制超高压直流塑料电缆料，以少量的极性聚合物混炼到低密度聚乙烯中，降低了交联聚乙的空间电荷效应，大幅度提高了５０％直流预压短路树枝的起始电压。     

用于绝缘子表面电荷测量的电容探头法的标度问题

80年代初 ,电容探头测量绝缘子表面电荷技术开始应用于高压领域 ,但由于问题的复杂性 ,该方法无论是在原理上还是在技术上都还有待于进一步完善。笔者综述了这一技术的原理、最新研究成果和将来可能的研究课题     

石油贮罐的防雷计算及实验

本文用解析 法计算了雷电先导在球形贮油罐上的感应电荷分布，用模拟电荷法（ＣＳＭ）计算了雷电导在圆柱形罐上的感应电荷分布；并对圆柱形罐上架设的避雷针的保护特性进行了计算校核和实验校核。     

配电网中容量电费定价方法

在传统的配电网容量电费的电价中，只考虑了用户的容量大小，而没有考虑用户的功率因素、用户对供电的可靠性要求以及用户的具体位置等用户属性。通过对配电网用户属性的分析，提出了一种用模糊聚类的方法对配电网内不同性质的用户进行分类的方法，并依照此分类将配电网中的容量费用按一定的权重在不同类别的用户间进行分配。此全新的容量电费电价方法，较全面地考虑了用户容量大小、用户的具体位置、用户的功率因数、用户对供电的可靠性要求等因素，避免了将配电网内的投资费用仅按容量进行分摊的局限性，使配电网内的投资费用的分摊趋于合理。实例研究表明，该容量电费的定价方法能更合理地反映用户的属性。     

平衡机测试仪数据采集管理系统的研制

本文介绍一种新型的平衡机测试仪数据采集管理系统,该系统由一台ＩＢＭ－４８６／５８６微机控制整个车间的测试仪进行工作。测试仪负责现场数据的采集与显示,ＩＢＭ微机通过ＲＳ２３２口与测试仪相联,实现测试数据的实时显示、打印等管理工作。