电子电路中抗EMI设计

电磁干扰(EMI)可分为传导干扰和辐射干扰,消除干扰的方法可以采用硬件方法和软件方法,硬件方法主要有屏蔽、接地、隔离和滤波等,而软件方法主要是滤波。笔者对各种方法进行总结,并指出各种方法所存在的问题以及适用场合,并对一些常用方法提出改进措施。     

脉冲火花放电等离子体能源转化的现状和挑战

“3060双碳”目标约束下,预计2050年中国以风能、水电、太阳能为主要能源的可再生电力占比将超过60%,直接利用可再生电力制备化学品将成为重要发展趋势。基于可再生电力驱动等离子体技术的能源转化是最具可能性的潜在途径之一,多种气体放电形式的低温等离子体能源转化技术颇受关注。概述了脉冲火花放电等离子体在固氮、CO₂转化、CH₄裂解、高碳烃裂解等多种能源转化反应中的应用进展和技术难题,探讨了快脉冲放电中引导气体击穿机制、气体快速加热机制、通道膨胀效应、链式自由基化学反应等物理化学过程,并提出了利用等离子体诊断手段(条纹相机、场致激光二次谐波,激光诱导荧光、相干反斯托克斯拉曼散射等)和耦合模拟仿真方法(PIC-MCC、流体、反应动力学模型)揭示高能电子、发光图像、空间电场、关键自由基和振动态的演化过程。     

退役电缆附件微观结构与电荷特性研究

电缆附件是输电线路中最容易出现故障的薄弱环节,从微观结构和电荷特性方面入手,分析和探索退役电缆附件的失效行为和影响规律,是提高电力系统安全稳定运行的关键。该文研究对象取样于退役或故障电缆附件绝缘,通过对其表面化学组成和形貌的观测分析、材料陷阱参数的测量计算以及空间电荷的测试,分析老化作用下三者之间的相互影响关系。结果表明:三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)绝缘的电缆附件,其老化标志除了出现C—O、C=O结构外,还包括因终端填充硅油而引入的含Si基团及其比例的改变;而在硅橡胶(siliconerubber,Si R)绝缘的电缆附件中,Si—O—Si比例的下降是其严重劣化的标志;与EPDM相比,Si R浅陷阱能级和密度占据优势,其表面电位衰减和电荷消散速度明显更快,能够有效避免空间电荷的集聚,但是由于Si R较差的抗撕裂性容易产生裂纹;退役电缆附件长期运行在复杂的环境下,材料的氧化、主链和侧链的断裂及其他杂质的生成,是附件绝缘陷阱参数及电荷特性变化的主要原因。     

硅橡胶绝缘高压电缆附件的老化特性研究

为研究高压电缆附件绝缘在电、热和环境等多因素作用下的老化特性,文中以6种退役硅橡胶绝缘高压电缆附件样品为研究对象开展工作。采用SEM、FTIR和XRD分析了不同运行环境下样品的理化特性和微观分子结构变化,通过介电测试和表面电位衰减测试获得了样品宏观介电性能和微观电荷特性,采用拉伸实验获得了绝缘样品的力学性能数据,最后结合上述表征对电缆附件的绝缘和老化状态进行评估。结果表明硅橡胶附件老化过程中以Si-O主链降解为小分子为主,小分子物质进一步发生氧化和重结晶反应,导致分子的交联度下降和极性增强,同时微粒团簇形成应力集中点和放电通道,外在表现为力学性能下降和介电常数改变;硅橡胶绝缘表面在电、热和应力作用下出现裂纹和孔洞,分子链断裂形成低密度区,影响材料表面的陷阱密度和能级深度,宏观体现为电缆附件绝缘击穿场强和电阻率的变化。     

基于二元布气的大气压等离子体沉积TiO2功能层提高陶瓷表面绝缘性能

真空/固体介质界面的绝缘性能相对较低,真空沿面闪络现象时有发生,严重威胁高压电气设备、脉冲功率系统的安全可靠运行。为提高陶瓷材料在真空中的表面绝缘性能,该文采用大气压等离子体沉积技术,以钛酸四乙酯与乙醇的混合溶液为前驱物,利用二元布气的反应器在陶瓷表面沉积二氧化钛（TiO₂）薄膜。通过调控沉积条件,得到均匀致密的TiO₂功能层,并对沉积改性前后材料表面的理化特性、表面电荷特性、电荷陷阱分布以及在真空中的沿面闪络特性进行测量和表征。实验结果表明：当基底温度为25℃时,大气压等离子体沉积处理在陶瓷表面引入TiO₂功能层后,样品表面陷阱能级最低,电荷消散速度最快,与未处理样品相比,闪络电压提高39%;当基底温度升高至80℃时,TiO₂功能层致密均匀,样品表面陷阱能级最高,电荷陷阱逐渐变为深陷阱,闪络电压提高58%。通过大气压等离子体改性技术在绝缘材料表面沉积TiO₂功能层,能够有效提高陶瓷的表面绝缘性能,为后续工程应用提供新的改性途径。     

Improvement of β-phase crystal formation in a BaTiO_3-modified PVDF membrane

In this paper,low temperature plasma is used to modify the surface of barium titanate(BaTiO_3)nanoparticles in order to enhance the interfacial compatibility between ferroelectric poly(vinylidene fluoride)(PVDF) and BaTiO_3 nanoparticles.The results demonstrate that oxygenic groups are successfully attached to the BaTiO_3 surface,and the quantity of the functional groups increases with the treatment voltage.Furthermore,the effect of modified BaTiO_3 nanoparticles on the morphology and crystal structure of the PVDF/BaTiO_3 membrane is investigated.The results reveal that the dispersion of BaTiO_3 nanoparticles in the PVDF matrix was greatly improved due to the modification of the BaTiO_3 nanoparticles by air plasma.It is worth noting that the formation of a β-phase in a PVDF/modified BaTiO_3 membrane is observably promoted,which results from the strong interaction between PVDF chains and oxygenic groups fixed on the BaTiO_3 surface and the better dispersion of BaTiO_3 nanoparticles in the PVDF matrix.Besides,the PVDF/modified BaTiO_3 membrane at the treatment voltage of 24 k V exhibits a lower water contact angle(≈68.4°) compared with the unmodified one(≈86.7°).Meanwhile,the dielectric constant of PVDF/BaTiO_3 nanocomposites increases with the increase of working voltage.     

绝缘材料沿面闪络发展特性的研究进展

综述了目前国内外绝缘材料沿面闪络的研究现状,介绍了沿面闪络试验研究采用的典型电极结构和测量方法,沿面闪络传播途径、发光强度等特性变化,以及不同外界条件对沿面闪络发展特性的影响,提出了绝缘材料表面沿面闪络试验及理论研究需要深化和拓展的方向,为改善设备的绝缘和改进线路设计提供理论依据。     

金属氧化物避雷器检测方法的现状与发展

为保证金属氧化物避雷器 (MOA)的安全运行 ,必须对避雷器进行预防试验、带电检测或在线监测。在综述避雷器的检测方法后 ,指出了每种检测方法的优点及实际应用中存在的问题 ,介绍了国外避雷器在线监测最新动态。     

战场电磁环境复杂度定量评估方法研讨

战场电磁环境复杂度的评估,是研究战场电磁环境的最重要、最感兴趣的目标之一。为定量评估战场上电子对抗装备面临的电磁环境状况,构建了复杂度定量评估模型。首先提出了评估指标体系,建立了指标评估模型,再利用模糊层次分析法确定了指标的权重,根据电子对抗装备受电磁环境影响的程度情况,给出了电磁环境复杂度等级的四类划分标准,最后总结给出复杂度评估计算模型。通过实例对模型进行了计算验证。验证结果表明,所建评估模型能够定量反映出战场电磁环境的复杂状况,结果合理,符合实际,具有一定的军事应用价值。