真空断路器弧后鞘层发展过程仿真分析

以真空断路器弧后鞘层发展过程为对象,采用等离子体流体力学模型,求解电子、离子密度和平均电子能量的漂移扩散方程和耦合电场的泊松方程,引入粒子间碰撞反应,仿真分析其弧后介质恢复变化和鞘层发展阶段电子和离子的空间分布、密度分布以及间隙电势分布.采用对比分析法,研究不同初始条件对鞘层发展的影响,结果表明:在保持其余参数不变的条...     

聚合物电介质的击穿与空间电荷的关系

空间电荷是聚合物在交流或直流高压作用下发生老化和击穿的主要原因之一,以往的研究基本认为由于空间电荷的注入并集聚使介质内部电场严重畸变,从而使介质老化最终引起击穿,相应的解释模型都是在有外加电场作为前提建立的.但是,根据最新的实验研究发现,外加电场并不是介质击穿的必要条件,介质的击穿可以发生在空间电荷的脱阱过程中而与外加电场无关.本文阐述了空间电荷与绝缘高聚物的老化和击穿的关系,并且结合最新的研究成果,揭示了介质内部空间电荷的存在是击穿的重要条件,而且击穿是发生在空间电荷的脱阱过程中.     

应变GaN/Al_xGa_(1-x)N量子阱中电子的跃迁能量

考虑电场及隧穿效应的影响,基于常微分数值计算方法,并利用量子阱系统边界条件自洽求解薛定谔方程和泊松方程,获得电子本征态。以典型的GaN/AlxGa1-xN量子阱为例,计算了势阱中电子的本征能级和带内跃迁能。结果表明,电子在量子阱中的能量是量子化的,内建电场促使能级间距增大;调节阱宽及组分可以获得不同能级并改变跃迁能。     

螺旋线行波管的时域粒子模拟研究

基于粒子模拟技术研究了螺旋线行波管的时域非线性理论,慢波结构中的场通过螺旋带模型求解得到,并考虑了夹持杆和屏蔽桶的影响,推导得到了注-波互作用的动理学方程;聚焦磁场可以是直流磁场也可以是周期永磁场;用泊松方程求解得到空间电荷场;注-波互作用方程用MacCormack的差分格式进行计算。给出了时域计算得到的瞬态特性,并与基于一维Christine及三维Christine理论的计算结果进行了比较。     

新型PB-PSOI器件表面电场和温度分布模型研究

根据泊松方程和热扩散方程提出了新型PB—PSOI器件漂移区的二维表面电场分布模型和温度分布模型,模型计算结果与Medici模拟结果相一致。根据所提出的模型,重点研究了埋氧化层厚度及长度对漂移区表面电场分布和温度分布的影响,最后给出了PB-PSOI器件的埋氧化层厚度和长度的优化设计方法。     

利用坐标的尺度变换计算导体椭球的面电荷密度

利用坐标的尺度变换将椭球方程变换为球方程,计算了导体椭球的面电荷密度,结果与其他方法所得结果完全相同,为研究导体椭球的电场分布及椭球电容器的特性提供一种方法。     

多孔PTFE/FEP复合驻极体膜的压电性研究

本文报道采用高温熔融粘合工艺和电晕注极方法制备了由多孔PTFE/FEP复合而成的空间电荷驻极体压电膜.根据Kacprzyk等人提出的复合驻极体膜的压电模型,结合等温表面电位衰减和压电系数衰减测量结果,研究了制备工艺对复合膜压电活性的影响.结果表明压电效应的大小不仅取决于捕获在材料中电荷密度的大小,还与被捕获电荷在材料中的存在形式和分布有关.     

基于泊松过程的超高斯随机振动试验控制技术研究

针对工程化的超高斯随机振动试验控制技术实现尚存在问题,在对其控制原理研究的基础上,提出基于泊松过程的超高斯随机振动控制策略。利用参考谱设计出符合控制要求的滤波器,通过泊松过程产生泊松点,使泊松点的信号取值服从正态分布,利用该信号与滤波器之间的卷积运算产生用于系统控制的驱动信号,从而实现对超高斯随机振动试验控制系统的功率谱和峭度同时控制,且二者相互独立。仿真与实验结果表明,基于泊松过程的超高斯随机振动试验控制算法,其控制输出响应谱与参考谱的误差满足振动试验工程上±3dB要求,控制峭度也达到很高的精度,完全满足工程要求。     

微孔结构交联聚丙烯驻极体的储电性研究

压电驻极体是以双极性空间电荷驻极体为基体的新一类人工微结构压电功能材料,其压电性能与基体材料的储电性有直接关系.采用等温表面电位衰减测量和开路热刺激放电实验方法,研究了经热压处理的交联聚丙烯(XPP)膜中电荷储存稳定性和电荷动态特性.结果表明,XPP中正电荷的储存稳定性强于负电荷;在老化温度低于90℃时,经过5120min时间老化,正电晕充电样品的表面电位仍然能够维持在初始表面电位的90%以上,而负电晕充电样品却低于86%;热激发脱阱的负空间电荷在驻极体内电场的作用下迁移的过程中大部分被更深的能阱捕获,即脱阱电荷的榆运规律受快再捕获效应控制.     

电荷放大器校准的研究

本文介绍了电荷放大器的基本工作原理和使用方式,对电荷放大器的性能进行了介绍,它将传感器输出的微弱电荷信号转化为放大的电压信号,同时又能将传感器的高阻抗输出转换成低阻抗输出,根据新的检定规程,本文探讨了对各类电荷放大器进行校准的方法,分析了用模块化设计实现自动化校准,为有效开展电荷放大器自动校准提出了切实可行的建议。     

基于热刺激电流的空间电介质载流子迁移率测量方法

为了研究空间用聚酰亚胺材料在不同温度下的载流子迁移率,提出了基于热刺激电流(TSC)测量载流子迁移率的模型。对试样施加一段时间的电压,会有电荷注入到材料中。当试样温度降低到液氮温度时,注入电荷被保持在材料的陷阱中。假设入陷的电荷服从玻尔兹曼分布,陷阱中电荷会随着材料温度的上升而出陷,然后在自建电场的作用下向电极传输。在这个物理模型的基础上,推导出了载流子迁移率的解析公式。通过计算,得到了聚酰亚胺在不同温度下的载流子迁移率。同时,采用空间电荷限制电流方法测量了聚酰亚胺材料的迁移率。通过比较2种方法得到的迁移率表明,提出的迁移率计算模型可以比较精确地得到在强场下较大温度范围内的载流子迁移率。该方法为空间介质电荷输运规律和机理的研究提供了基础。     

集成求解泊松方程和基于样本块的图像修复

提出了集成梯度信息的基于求解泊松方程的修复算法。首先结合像素点的梯度信息进行块匹配的图像修复,在此基础上,通过求解泊松方程的方法重构图像再次修复。经过仿真实验,验证了该算法对大面积的图像破损有较好的修复效果。     

P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体特性

通过栅控恒压电晕充电,等温表面电位衰减测量．电荷TSD(charge TSD)和热刺激放电(Thermally Stimulated Discharge．TSD)电流谱分析,首次研究了以聚四氟乙烯(PTFE)为基的偏氟、四氟乙烯和六氟丙烯三元共聚物P(VDF—TFE—HFP)构成的双层膜的驻极体性质。TSD电流谱分析说明这种复合驻极体材料是极性驻极体,即体内同时包含有空间电荷和有序取向的偶极电荷。实验结果还指出：通过对双层膜系的PTFE面充电形成的驻极体的空间电荷热稳定性明显优于传统的铁电聚合物驻极体PVDF。适当提高充电温度和充电后的等温老化储存可以改善电荷稳定性,由于该三元共聚物的高弹性柔量(顺度)和双层膜拥有的优良电荷储存能力,其压电活性高于PVDF．     

真空中纳秒脉冲下绝缘子表面电荷积聚对表面电场的影响

真空绝缘子表面电荷的积聚会改变电场分布,影响绝缘子的闪络电压。为了量化研究表面电荷积聚对表面电场的影响程度,本文采用静电探头法测量了真空中纳秒脉冲作用下多种陶瓷绝缘子表面电荷的二维分布,并结合扫描电子显微镜获得的绝缘子表面微观形貌特征分析了不同试品表面电荷积聚存在差异的原因。提出了一种由表面电荷测量结果求得表面电荷引起的电场的计算方法,与软件仿真得到的脉冲电压产生的电场相结合,量化了表面电荷积聚对表面电场的影响程度。研究结果显示,表面电荷对绝缘子表面电场有增强或削弱作用,大部分情况会增强电场,最大增强程度可达近2倍。闪络试验结果证实表面电荷的积聚会降低绝缘子的闪络电压。因此要尽量选择表面电荷积聚少的真空绝缘材料,以提高绝缘强度。     

硅锗应变沟道MOSFET器件中阈值电压的解析模型

在分析应变Si/应变Sil-YGeY/驰豫Sil-XGeX pMOSFET的在栅极电压作用下电荷在栅氧化层下面的分布情况的基础上,通过求解泊松方程,得到此器件的隐埋SiGe沟道阈值电压解析模型和表面沟道的阈值电压解析模型,并用典型参数对模型进行了模拟,得到的模拟结果与实验结果能够很好的吻合.     

基于无线传感网络带电预警系统的研究

基于无线传感网络提出并设计一种带电预警系统,通过测量电场值反演算电压状态,当测量值超过系统阈值时,便携式预警终端发出警示信号,同时将检测结果传输至上位机监测中心分析储存。结合MEMS电场传感机理,传感器探头结构采用三维布点,有效降低采集测量误差。建立低功耗、高性能ARM微控制器设计声光报警单元和无线发射模块,以ZigBee、GPRS为核心的无线传感网络网关节点,实现传感信号的同步采集和测量结果的可靠传输,解决复杂电磁环境下的抗干扰力问题。该系统的应用能准确获取空间某一点三维方向上电场的感应电荷,可靠获取高压输电线路的电压状态,及时报警,具有准确性强、便携、低功耗等特点。     

乙烯咔唑接枝聚乙烯的空间电荷特性及力学性能

为了研究聚乙烯材料的空间电荷特性及力学性能,采用熔融法制备乙烯咔唑(VK)接枝聚乙烯(VK-g-LDPE),并通过电声脉冲法、差热扫描量热法和拉伸试验对VK-g-LDPE的空间电荷分布、结晶度和拉伸性能进行了测试。结果表明,随着接枝率的增加,对VK-g-LDPE内部空间电荷的抑制效果呈现先增强后减弱的趋势;当接枝率为12.45%时,对VK-gLDPE材料空间电荷的抑制作用最好,试样的电荷密度最大值仅为0.31 C/m~3,比聚乙烯降低了95.87%;随着接枝率的增加,VK-g-LDPE的结晶度呈下降趋势;随着接枝率的增加,VK-g-LDPE的拉伸强度呈现先增大后降低的趋势,且当接枝率为13.02%时达到最大值14.2 N/mm~2;随着接枝率的增加,VK-g-LDPE的断裂伸长率和弹性模量呈现下降的趋势。     

微空心阴极放电的初始放电过程研究

运用权重粒子和电荷分配等方法将系综蒙特卡罗模型改进为自洽蒙特卡罗模型,方便地实现粒子系统与电场的自洽作用,既能完整地记录所有带电粒子在某一时刻的具体位置、运动方向和能量,又能获得自洽电场随时间的演变过程。使用该模型对矩形微空心阴极放电进行仿真,仿真结果表明高气压下的初始放电是阴阳极间电场和空间电荷电场共同作用的结果,由于阴阳极间电场的驱动作用,空间电荷构成的虚阳极首先在阳极表面形成,然后向对阴极内部扩展。因此高气压微空心阴极放电的初始放电过程也符合虚阳极移动理论,空心阴极鞘层结构的形成是虚阳极移动和扩展的结果。     

基于电/磁转换的海洋电场检测方法

传统的直接电测量方法受1/f噪声限制,在低频处信号与噪声发生混叠,难以实现高水平低噪声测量。该文提出一种基于电/磁转换的海洋电场低噪声检测方法,将电信号转化为磁信号,通过微机械的方法将磁信号调制到高频,有效避开低频1/f噪声影响。设计一种实现电/磁转换功能的微机械结构,利用TMR电阻构成惠斯通电桥测量磁信号,实现海洋电场的高水平低噪声检测。仿真与实验结果在1 Hz处噪声分别达到1.16 nV/(Hz)~(1/2)和1.41 nV/(Hz)~(1/2),优于传统电测量方案的噪声水平,验证该方法的有效性。     

基于泊松分布的低本底α、β计数器的本底测量时间探讨

放射性计数装置的本底计数应满足泊松分布。本文对低本底α、β计数器4种不同时间间隔的本底计数进行了泊松分布检验,并将4种不同时间间隔对应的本底值进行了方差分析和多重比较,结果表明本底测量时间为240min以上较稳定。