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交流电压下聚合物材料表面的电荷分布特性
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:中国电机工程学报
  • 时间:2010.11.11
  • 页码:130-136
  • 分类:TM85[电气工程—高电压与绝缘技术] TM215[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学),陕西省西安市710049, [2]日本东京都市大学测量与电机控制实验室,东京158-8557,日本
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金项目(50937004,50777051).
  • 相关项目:真空脉冲绝缘用可加工陶瓷的制备与应用研究
中文摘要:

采用Pockels电光效应原理,对大气条件交流电压下聚合物绝缘材料的表面电荷分布进行了研究。实验以聚苯二甲酸乙二醇酯(polyetllyleneterephthalate,PET)和聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride,PVDF)为样品,在针板电极上施加幅值5kV、频率20Hz的正弦交流电压,施加电压分别从正半波开始和从负半波开始,采用高速CCD摄像机纪录1个周期内2种聚合物材料在沿面放电过程中表面电荷分布的变化。实验结果表明,材料表面电荷分布的极性效应非常明显,负电荷分布半径要小于正电荷分布。材料特性也显著影响电荷分布,随着施加电压的升高,PET表面正流注通道逐步延伸,呈弯曲状分支分布,而PVDF表面正流注通道的形成明显要快,并呈现规则的轮辐状分布。分析认为,这与不同材料的禁带宽度、表面层电离能、介电常数和厚度等的差异都有很大关系。

英文摘要:

Based on the Pockels electro-optic effect, the surface charge distribution of polymeric insulating materials were studied under HVAC in atmospheric air. Different polymer materials such as polyethylene terephthalate (PET) and polyvinylidene fluoride (PVDF) were employed as experimental samples. One cycle of 5 kV and 20 Hz sinusoidal HVAC was applied to a needle-plate electrode-sample configuration and the applied voltage starts from the positive or negative half-cycle. During the development process of surface discharge across different materials, the dynamic observation on the surface charge distribution in a cycle was recorded by a high speed CCD camera. Experimental results showed that there is significant voltage polarity effect observed, and the radius of negative charge distribution is smaller than that of positive charges. Moreover, PET and PVDF samples indicate different surface charge distribution. With the increase of applied voltage, positive streamer channels on PET are gradually growing with a snake-like pattern. However, positive streamers on PVDF develop instantaneously and exhibit a regular spoke-like pattern. It is considered that, many factors are closely related to the phenomena observed, e.g., the energy band gap, ionization energy of surface layer, dielectric constant and thickness of different material samples.

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期刊论文 47 会议论文 23 专利 3
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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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