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直流下有机玻璃表面粗糙度对表面电荷影响的研究

发布时间:2018-05-18 13:30

  本文选题:表面电荷 + 直流电压 ; 参考:《华北电力大学》2017年硕士论文


【摘要】:聚合物电介质因良好的绝缘特性和机械特性而成为高压电气设备中常用的绝缘材料。直流下聚合物表面容易积聚电荷,进而影响其电场分布,甚至导致沿面闪络的发生。对于电介质表面形貌与表面电荷特性的关联不甚清楚,因此探索电介质表面形貌与表面电荷的关系,对保证电力系统的安全稳定运行有着重要意义。本文重点开展直流下有机玻璃表面粗糙度对表面电荷影响的实验研究,具体研究内容如下:(1)使用不同目数砂纸、打磨器等设备,采用乱序打磨、定向打磨方式对有机玻璃表面进行打磨,在打磨过程中不断用表面粗糙度测量仪测试材料表面粗糙度,获得了顺序纹理、乱序纹理的不同表面粗糙度的有机玻璃试样。在课题组原有的设备基础上,通过改装、增添装置,搭建可进行二维表面电位测试的平台,控制方式为电动控制。(2)通过针-板电极电晕放电方式对有机玻璃表面充电,利用搭建的表面电位测量平台对其表面电位进行测量,研究表面粗糙度、打磨方向、充电极性、消散时间等对有机玻璃表面电位分布特性的影响,并通过材料表面电荷总量、消散率等指标,进一步分析表面粗糙度对材料表面特性的影响。(3)通过MATLAB模拟不同表面粗糙度有机玻璃表面,建立MCC-PIC仿真模型,基于二次电子发射崩原理,进行真空环境下有机玻璃表面电荷积聚的仿真模拟,从微观上实现对单个粒子的观测,进而统计出表面电荷的积聚情况,并进一步仿真研究同种粗糙度下电压幅值和二次电子发射系数对表面电荷积聚的影响,并与相关文献实验结果比较。
[Abstract]:Polymer dielectric has become a common insulating material in high voltage electrical equipment because of its good insulation and mechanical properties. It is easy to accumulate charge on polymer surface under DC, which will affect its electric field distribution and even lead to flashover along the surface. The correlation between dielectric surface morphology and surface charge characteristics is not very clear, so it is important to explore the relationship between dielectric surface morphology and surface charge to ensure the safe and stable operation of power system. This paper focuses on the experimental study on the effect of surface roughness on surface charge of PMMA under DC. The specific research contents are as follows: (1) using different mesh sandpaper, grinder, etc. In the process of grinding, the surface roughness of PMMA was continuously measured by surface roughness measuring instrument, and the samples with different surface roughness were obtained with sequential texture and disordered texture. On the basis of the original equipment of the research group, by retrofitting and adding equipment, a platform can be set up for measuring two-dimensional surface potential. The control mode is electric control. (2) the surface of plexiglass is charged by the way of corona discharge of needle and plate electrode. The influence of surface roughness, grinding direction, charge polarity and dissipation time on the surface potential distribution characteristics of PMMA was studied by using the surface potential measurement platform. Dissipation rate and other indexes, the influence of surface roughness on the surface characteristics of materials is further analyzed. The surface of organic glass with different surface roughness is simulated by MATLAB, and a MCC-PIC simulation model is established, which is based on the principle of secondary electron emission avalanche. The surface charge accumulation of plexiglass was simulated in vacuum environment, and the observation of single particle was realized from the microscopic point of view, and then the surface charge accumulation was calculated. The effects of voltage amplitude and secondary electron emission coefficient on surface charge accumulation under the same roughness are further simulated and compared with the experimental results.
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM21

【参考文献】

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本文编号:1906009

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