复合绝缘系统的放电等离子体特性研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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复合绝缘系统的放电等离子体特性研究

项目名称：复合绝缘系统的放电等离子体特性研究
项目类别：国家杰出青年科学基金
批准号：51125029
申请代码：E0705
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2012-01-01-2015-12-31

项目负责人：张冠军
负责人职称：教授
依托单位：西安交通大学
批准年度：2011

中文摘要：

主持国家重大科技专项2项、自然基金重点1项、青年/面上3项、863项目2项、NSFC-JSPS国际合作1项、省部级6项、重点实验室项目4项、企业项目20余项。提出了真空沿面闪络发展的双层过程假想，改进了现有SEEA模型，提出将表面陷阱分布作为新的闪络表征量和抑制方法；研究了电介质EL、RV、PDC和FDS等介电响应现象并用于电力设备状态检修；获得了类均匀常压DBD等离子体，用于生物细胞处理并取得新颖效果。获IEEE Chatterton Young Investigator奖、全国百篇优博论文、霍英东青年教师奖(研究类)、陕西青年科技奖、省科技一、二等奖、省高校科技一、二等奖和省教学成果特等奖等各1项，入选教育部首届新世纪优秀人才和优秀青年教师，发表论文140余篇(SCI/37篇，EI/90余篇)，国际会议特邀报告11次，授权发明专利2项(另13项受理)、实用新型2项、软件著作权3项。

中文主题词：复合绝缘；局部放电；沿面闪络；低温等离子体；等离子体生物医学

英文摘要：

compound insulation；partial discharge；surface flashover；low temperature plasma；plasma biomedicine

英文主题词： compound insulation；partial discharge；surface flashover；low temperature plasma；plasma biomedicine

结论摘要：

围绕高压放电及放电等离子体表现出的有害与有益性双重特性，针对气、液、真空与固体介质构成的复合绝缘在高电场下的放电及等离子体开展了较为系统深入的研究，取得如下主要成果（1）研发了4套表征电气绝缘与放电特性的诊断系统，可测量不同入射角度及温度下固体介质二次电子发射特性、电子/空穴陷阱特性、表面带电特性及微弱发光特性等。（2）提出了油-固及气-固复合绝缘局部放电诊断的新方法并用于高压电力设备状态评估。探索了油中放电的强场直接电离机理和放电通道的形成、发展机制，提出了基于累积能量函数特征参量优选的自适应多源放电分离方法，改进了基于特高频信号检测的概率定位算法，提高了局部放电定位准确度；融合放电类型、放电剧烈程度、发展趋势及理化分析等因素，建立了多因子放电危险度评估体系，用于多个电压等级现场电力设备局部放电诊断和评估。（3）改进了现有的真空-固沿面闪络模型并用于特种电力设备绝缘强度提高。提出了沿面闪络发展的双层过程模型和起始的阴极/阳极博弈模型，发展了国际公认的二次电子发射雪崩(SEEA)模型；获得了空气中表面流注及先导放电的表面电荷及电场时空演变规律，界定了流注放电向先导放电转化条件；提出了通过控制放电影响因素以提高沿面耐电强度的综合方法，部分在国家科技重大专项中得到验证。（4）获得了基于气-固复合绝缘放电的两种均匀等离子体并揭示了其产生机制。探索了大气压He和Ar平板介质阻挡放电(DBD)的放电模式转化规律，发现He中可实现汤生放电、辉光或反常辉光均匀放电；认为Ar APPJ将同时产生热不稳定性和电子麦克斯韦化不稳定性，易收缩成非稳定态的放电细丝；明确了彭宁效应在等离子体产生中的作用，获得了均匀类辉光等离子体，发现N2(NH3)彭宁种子气体分子对He(Ar)等离子体具有促进和抑制的双重作用。（5）拓展了放电等离子体在生物医学、环境处理等方面的应用研究。获得了低温等离子体高效消毒灭菌效果并揭示了氧自由基破坏细胞结构致其死亡的物理化学机制；首次得到等离子体对血清乙肝病毒的有效灭活作用，10-40s达到医学消毒标准，且对肝功能指标几乎无影响；探索并获得了等离子体对皮肤成纤维细胞和黑素瘤细胞的“高剂量抑制，低剂量促进”的显著效果及ROS主导的分子生物学机制；评估了等离子体剂量对BALB/c小鼠皮肤伤口愈合过程的作用效果，发现一定剂量作用后伤口愈合效果优于自然愈合。

成果综合统计