不均匀电场下直流电晕放电与大气相对湿度关系研究

发布时间：2017-08-04 12:02

  本文关键词：不均匀电场下直流电晕放电与大气相对湿度关系研究

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【摘要】：国内外研究发现电晕放电与大气参数之间有着密不可分的联系,其中湿度对电晕放电的影响尤为显著。因此研究湿度对电晕放电特性的影响可以为湿度测量提供新的思路,形成新的理论,对湿度测量技术产生一定影响,具有重要的学术意义和工程实际应用价值。本文在总结国内外现有成果的基础上,采用10KV的直流高压电源,利用针-针电极的不均匀场结构,在空气中获得稳定的电晕放电,采集流过器件的电晕放电信号。通过大量地试验研究,系统地分析了大气相对湿度对直流高压电晕放电特性的影响。论文的主要工作和结论如下：介绍了气体放电理论以及电晕放电机理。在此基础上,推导了湿度与电晕放电电流之间的函数关系,从理论上分析得出空气相对湿度与电晕电流呈指数关系的结论。采用M公司的高精度采集器和基于虚拟仪器labview的电晕放电信号采集系统,对针针电极直流电晕放电进行系统的电晕特性试验。通过自行编写的数据处理软件对采集到的原始电晕放电数据进行简单处理后,再使用列表法、图示法、平均法、滑动平均法等数据处理方法对其进行了二次处理,最后又通过MATLAB曲线拟合法,直观的将湿度对直流电晕放电的影响规律通过曲线展示出来。根据处理后的试验数据计算分析了相对湿度对针针电极直流电晕放电的影响,得到电晕放电特性随空气湿度变化的规律为：在同一输入电压下,随着相对湿度的逐渐增加,针针电极直流电晕放电暗电流呈指数上升趋势,与本文中理论推导的湿度与电晕放电电流之间的函数关系相吻合；在同一相对湿度下,随着直流输入电压的升高,电晕放电暗电流有线性增大的趋势；无论是在高湿还是低湿,高压还是低压情况下,随着时间的推移,电晕放电暗电流都逐渐降低,且湿度越高暗电流下降越明显,湿度越低暗电流下降越缓慢。根据理论和试验分析,电晕放电法湿度测量对空气湿度表现出了较强的灵敏度,较快的响应速度和回复速度,利用电晕放电电流和相对湿度之间关系制作的湿度测量仪表能够用于实时并且快速的气体湿度测量,具有广泛的应用前景。
【关键词】：相对湿度 直流电晕放电 不均匀电场 针针电极 电晕电流
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM89;P426.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 论文研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-15
• 1.2.1 湿度测量9-10
• 1.2.2 电晕起始电压的测量和判定10-12
• 1.2.3 空气湿度对电晕放电特性的影响研究12-15
• 1.3 本文创新点15
• 1.4 本文研究的主要内容15-16
• 第二章 直流电晕放电理论16-27
• 2.1 气体放电理论16-20
• 2.1.1 汤生理论16-18
• 2.1.2 流注理论18-20
• 2.2 电晕放电机理20-25
• 2.2.1 电晕放电基本物理过程20-22
• 2.2.3 直流电晕放电22-25
• 2.3 湿度与电晕放电电流函数关系25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 直流电晕放电试验装置及试验方法27-33
• 3.1 直流电晕放电试验装置27-30
• 3.1.1 放电试验原理27-28
• 3.1.2 试验高压直流电源28
• 3.1.3 大气参数调节28-29
• 3.1.4 放电电极以及防风箱设计29-30
• 3.2 电晕放电信号测量采集系统30-31
• 3.3 试验方法及抗干扰设计31-32
• 3.3.1 试验方法31-32
• 3.3.2 抗干扰设计32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 直流电晕放电试验数据的处理33-39
• 4.1 数据处理软件的设计33-34
• 4.2 数据处理方法34-38
• 4.3 本章小结38-39
• 第五章 相对湿度对针针电极直流电晕放电特性的影响39-59
• 5.1 相对湿度对直流电晕暗电流的影响39-51
• 5.1.1 电子碰撞水分子的物理过程43
• 5.1.2 湿度对电晕放电参数影响43-51
• 5.2 放电时间对直流电晕暗电流的影响51-55
• 5.2.1 不同相对湿度相同输入电压下暗电流随时间变化关系51-53
• 5.2.2 不同输入电压相同湿度下暗电流随时间变化关系53-55
• 5.3 直流输入电压对直流电晕暗电流的影响55-57
• 5.4 本章小结57-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 6.1 总结59-60
• 6.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 攻读硕士学位期间科研成果情况65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 刘正响,陆宠惠;海拔高度对导线起晕电压影响的研究[J];高电压技术;1988年03期

2 赵宇明;麻敏华;楚金伟;关志成;王黎明;;电晕笼中直流导线起晕电压的测量方法[J];高电压技术;2008年08期

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4 封海兵;;关于湿度测量技术的探讨[J];计量与测试技术;2007年07期

5 张广学,郝雁,周明军,卢崇考;湿敏元件及湿度传感器常用的测量装置[J];中国科技信息;2005年12期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 黄家锐;一维纳米材料的场致电离传感器的研制及其气敏特性研究[D];中国科学技术大学;2006年

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本文编号：619424