摘要：绝缘击穿是高性能工程电介质材料发展的关键基础科学问题.顺应第三代电网的发展要求,超/特高压交直流电力设备、智能电网、电力物联网和极端条件下电力设备的需求对工程电介质的击穿性能提出了更高的要求.本文综述了工程电介质材料击穿的研究现状,围绕电介质击穿和理论机理、性能演变规律、性能改善提升、新型高性能纳米复合电介质和聚合物微观分子设计/调控等内容展开论述.首先,基于电介质击穿和劣化的时空层次关系,论述了强场空间电荷击穿以及能量累计效应,拓展了电、热、电-机械击穿理论.其次,阐述了电介质击穿特性以及统计分析规律,分析了聚合物电介质本征击穿场强与温度、电压形式、空间电荷积聚和试样厚度的关系.再次,论述了高性能电介质材料的击穿特性以及性能调控方法;阐释了纳米复合电介质的研究现状和界面区作用机理,分析了聚合物微观分子设计的调控方法,以及对击穿的改性作用.最后,结合未来电力设备的发展需求,总结了高击穿性能电介质的关键问题和发展趋势,为新能源电力系统中工程电介质的发展提供依据和思路.

摘要：为获得高电压等级SF6电器绝缘结构实际形状电极的击穿特性,试验了环形电极在SF6最大压力0.8MPA,端面曲率半径为0.1、0.3 CM时电极间击穿电压随气压的变化。确定了SF6气体在两类环形电极间击穿场强随气压的变化,并给出了试验值与简化模型的工程解析计算值间的比较,可供使用相似电极设备的设计参考。

摘要：超导、空间环境模拟、生物医学与核聚变等领域广泛存在由冷却介质与聚合物材料组成的绝缘系统,放电失效问题往往存在于冷却介质、聚合物材料及两者之间的表/界面。在深冷温区,试验成本高、周期长、仪器缺乏以及安全隐患等因素严重限制了绝缘特性与放电试验的开展、规律总结、理论验证和新理论的提出。该文综述了深冷温区下绝缘介质击穿、闪络的试验成果和理论进展,侧重规律的总结和放电特性的分析、现有机理的解释以及工作展望。特别地,该文分析老化因素对绝缘介质击穿特性的影响,论述固-液、气-固界面放电行为的研究和现有模型的局限性,探讨了空间电荷的输运机制及其在深冷温区的适用范围,最后总结和评述深冷温区电荷、陷阱的测量方法和结果。该文内容有利于低温绝缘理论的发展和工程问题的解决,可为低温绝缘结构设计与优化、材料选型以及新材料的研发提供参考。

摘要：油纸复合绝缘击穿是换流变压器的主要绝缘故障之一,但是油纸复合绝缘电场分布与击穿特性之间的量化关系研究较少。通过添加TiO_(2)纳米粒子调节油纸复合绝缘的电场分布与击穿特性,采用电声脉冲法测量了油纸复合绝缘中的电场分布,搭建了基于光电倍增管和罗氏线圈的击穿过程光-电联合观测平台,并提出了融合扩展Debye模型和界面势垒限制电流的油纸复合绝缘等效模型。结果发现:纳米粒子引入的松弛极化过程和浅陷阱使界面电荷密度增大,油纸复合绝缘击穿过程的光-电信号时差和击穿电压的极性效应与原来完全相反,其原因在于油纸复合绝缘电场分布改变导致击穿的起始位置不同;所提模型能较好反映夹层介质极化电流、电场分布和击穿电压的极性效应之间的关联关系,并且计算结果与实测结果较相符,验证了模型的有效性。该研究可为换流变压器绝缘结构设计和油纸复合绝缘材料改性提供指导。

摘要：研究目的:近年来,各地轨道交通隧道受外部作业影响导致被击穿的情况越来越多,对轨道交通安全运营造成严重威胁,虽然各类隧道被击穿情况不尽相同,但在隧道衬砌安全影响分析与结构补强处理等方面存在很多相同之处,需尽快明确各类修补措施的优缺点并提出改进方案,建立标准化处理措施,确保既有线安全运营。研究结论:(1)将隧道上半断面碎裂情况按区分类,拱顶左右30°范围为内侧受拉区域(Ⅰ区),拱腰以上40°范围为内侧受压区域(Ⅲ区),隧道中心线两侧30°~50°范围为内侧拉压转换区域(Ⅱ区);(2)小范围破损时,隧道短期内可基本维持稳定,但会逐渐引起隧道上方地层荷载模式的转变,可能导致隧道拱顶区域内力值急剧增加、管片裂缝宽度显著增大,宜尽快对破损位置进行修补;(3)明确了常用洞内外修补措施的优缺点与结构加固原则:小范围碎裂应以洞内修补为主,给出了洞内钢板粘贴加固方法及其关键技术;大范围碎裂可考虑基于竖井(或基坑)的洞外修补方法,提出了基于上尖下圆拱形转换构件的竖井方案,将竖井内回填土竖向荷载最大程度转化为水平向荷载;(4)竖井洞外修补方案,管片破碎至竖井开挖阶段,拱顶弯矩增大、轴力减小,影响结构安全;管片破碎修复部位,在回填土荷载作用下,内力(弯矩)可能出现翻转,由内侧受拉转变为外侧受拉,可能会加剧管片内侧裂缝或局部碎裂现象;(5)本研究成果可用于各类隧道结构的修补或加固处理。

摘要：笔者介绍了GIS 126 kV用三相盆式绝缘子的一种放电现象。笔者对击穿零件采用了X射线探伤等不同的检测方法,用Ansoft软件建模进行了电场计算,分析出击穿是因为盆式绝缘子内部存在金属杂质。同时根据盆式绝缘子生产的工艺特点,笔者提出了优化设计、改进模具结构等防范措施,以防止盆式绝缘子浇注过程中金属杂质的产生。

摘要：以0.13μm部分耗尽薄膜SOI器件为研究对象,简要分析了体接触器件和浮体器件基本特性,指出两类器件击穿特性的差异性,并重点讨论了栅长、栅端偏压和衬底偏压等对器件击穿特性的影响,阐明了击穿特性的失效机理,为器件优化和电路设计提供参考。

摘要：穿柜套管绝缘击穿引发变压器出口短路案例屡见不鲜,文中将套管绝缘击穿分为空气绝缘击穿与环氧绝缘击穿两类。为明确两种击穿的诱因,结合某省第3季度穿柜套管绝缘击穿案例,针对屏蔽体悬浮及内含气隙的穿柜套管展开电场仿真研究。仿真结果表明空气绝缘击穿多由内等电位屏蔽悬浮造成,环氧绝缘击穿多由缺陷气隙放电或击穿引起的绝缘劣化变性造成,该结果与案例分析一致。为研究屏蔽改进在防止气隙放电方面的作用,借鉴800 kV气体绝缘组合电器中屏蔽裙边处理改善边缘效应的措施,对屏蔽改进后含气隙的穿柜套管展开电场仿真研究,仿真结果表明裙边改进对缺陷气隙的优化作用不大。根据仿真结果,防止穿柜套管绝缘击穿类事故不能单单依靠优化屏蔽体手段。仿真和分析结果为穿柜套管结构设计及现场安装具有一定指导意义。

摘要：分析了双极型功率晶体管芯片温度分布与版图设计的相关性，指出版图安排不合理导致芯片中心区域温度偏高，是诱发二次击穿的一个重要原因。提出了一种提高功率晶体管抗热模式二次击穿耐量的新思路。理论分析与实际应用均证明，把发射区安排在基区引线条周边的新设计，可显著改善双极型功率晶体管抗二次击穿特性。

摘要：多路高压脉冲方波下聚酰亚胺薄膜寿命试验中,提出了使用PTC热敏电阻作为传感器来检测聚酰亚胺薄膜是否击穿的方法。检测回路采用差动平衡方式,能有效消除环境温度变化引起的干扰,且具有较高的灵敏度。此方法与高压回路没有直接电气连接,故安全性很高。依据此法设计的检测系统已经获得了实际应用。