低温真空环境中薄膜材料击穿试验电极系统的研制

２ １ 年 ６ 月 ０２
三 门峡 职 业技 术 学 院 学报
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第 １ １卷 第 ２期
技 术 与 应 用
低温真空环境中薄膜材料击穿试验电极系统的研制
陈志 强 １ 牛 田野 ２
（． １白鸽磨 料磨 具 有 限公 司 ；． 州供 电公 司 ， 州 ４ ０ ０ ） ２郑 郑 ５ ０ ０
摘 要 ： 些 年 来 ， 导 技 术 在 电 力 工 业 中的 应 用 日益 广 泛 ． 近 超 出现 了 多种 应 用在 电 力 系统 中 的超 导 电 力 装 置 ． 这 些 装 置 对 电 网 的安 全 经 济－ 行 将 起 到 重 要 的 作 用 超 导 电 力 装 置 中需使 用 大 量 的 绝 缘 材 料 ． 些 材 料 大 多工 作 在 低 运 这
综 上 所 述 ．绝 缘 材 料 在 低 温 中 的 电气 性 能 是
当今 科 学 界 的研 究 焦 点 ．随着 越 来 越 多 的新 型 材 料 不 断 问世 ． 对其 低 温 电气 性 能 的研 究 日益 重 要 ， 研 究 结 果 将 促 进 超 导 电力 设 备 的进 一 步 应 用 与发 展 所 以 。 笔者 研 制 了一 套用 于低 温真 空 环境 中击 穿特 性 试 验 的 电极 系统 ．并 利 用 该 系 统 对 几 种 聚 合 物 薄 膜 材 料 在低 温真 空 环 境 中的 击 穿 特性 进 行 了初 步研 究
９ Ｋ～ ４ Ｋ温度 范 围 内的直 流局 部 放 电特性 ．研 究 ０ ３３
发 现 随着温 度 的降低 ． 材 料 的放 电重复 率 和放 电 各
幅值 均显 著 降低［Ｐ７２ ６ ４－３ ］ １４） （
而其 他 学者 的研 究 表 明 ． 缘 材 料在 低 温 中 的 绝
电气 特性 可能 比常 温 中有 所 劣化 。崔益 民等 人研究
作 者 简 介 ： 志强 （９ ５ ， ， 南 郑 州人 ， 陈 １ ６ 一） 男 河 白鸽 磨 料 磨 具 有 限 公 司工 程 师 。
引 言
自从 高温 超 导材 料 出现 以来 ． 导技 术 在 电力 超 工 业 的应 用取 得 了巨大 的 突破 ． 渐 形 成 了超 导 电 逐 力技 术 这一 极 具潜 力 的新兴 技术 超 导 电力技 术 的 深入 发 展优 化 了 电 网的运 行 ． 将促 进 电力 系统 发 并 生重 大 变革 ｌ 绝 缘材 料 是超 导 电力 设 备 中的重 要 １ ｌ
具 有 重要 作 用Ｉ ２ ］ 。超导 电力装 置 的 电气 绝缘 系 统 主 要 运行 液 氮温 度 以下 ． 缘 材料 在 低 温环 境 中的 电 绝 气 性 能与 装 置 的稳定 工 作 密切 相关 ． 以研 究 绝 缘 所 材 料 在 低 温 环 境 中的 电气性 能成 为 了研 发 超 导 电 力装 置 的前 提 和基础 从 ２ ０世 纪 ６ ０年 代 开始 ． 内外 学者 针 对 绝缘 国 材 料 在低 温 中 的电气 性 能开展 了大量 的研 究 经过 研 究 发 现 ． 多绝缘 材 料 在低 温 中 的 电气性 能 较 常 许
击 穿 特 性 进 行 了初 步 研 究 。 通 过 试 验证 明 ． 系统 能 够 可 靠 、 定地 开展 薄膜 材 料 在 低 温 真 空 环 境 中的 击 穿试 验 该 稳
关 键 词 ： 温 ； 空 ： 膜 材 料 ： 穿特 性 ： 低 真 薄 击 电极 系统
中图 分 类 号 ： ＴＮ１ ３ ０ 收 稿 日期 ：０ ２ ０ －２ ２１－ ４ ０ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６ １ １ ３ ２ １ ０ —０ ２ —０ １ ７ —９ ２ （ ０ ２）２ １ １ ４
发现 ． 超导 能 出现微小 的缺陷 ． 这些微小缺 陷运行 在常温 时不会 影 响装 置 的正常工作 ． 但在低 温时将会 对超导装置产
组成部分 ． 主要 是 作 为 超 导 材 料 的 电气绝 缘 ． 的 它 性 能 优 劣对 设 备 的经 济 技 术 指 标 和 运 行 可 靠 性 均
温真 空 的 环境 中 ， 因此 ， 缘 材 料 在 低 温 真 空环 境 中的 电 气性 能 将 极 大 影 响 装 置 运 行 的 可 靠性 。笔 者研 制 了一 套 电极 绝 系统 ， 能 够 测试 绝缘 材料 在 低 温 真 空 环 境 中 的 击 穿 特 性 ． 利 用研 制 的 电极 系统 对 几 种 薄 膜 材 料 在 低 温 真 空 中的 它 并
生极 大的危害 ， 严重影 响装置 工作 的可靠 ７ １９ 西 ￣［ ５ ） ］ －。 （－ Ｐ１
安交 通大 学 的巫 松桢研 究 了低 温 下聚 乙烯 和 聚酯薄 膜 的空 间电荷特性 ． 结果发现 在低温下其 空间 电荷场 强远高 于常温下 ． 当发生 电极短路 时极 易击 穿 １１ １） －。 ６
温 中有 所 增强 ＿嘟 。 ．ｕ ａ ３ ｌ （ ＥＨ ｓｉ ｎ等通 过试 验发 现 ． 聚 酯 薄膜 、 密 聚 乙 烯合 成 纸 、 氯 乙烯 带 、 高 聚 云母 片 、
有 机 玻 璃 等 绝 缘 材 料 浸 渍 于 液 氮 中的 交 流 击 穿 场
强 均 高 于常 温 中￣Ｐ－） 西安 交 通 大学 李娜 等 针 对 ４ ３３ ］ ２８ （
聚酰亚胺 、 聚酯 、 三元 乙丙 橡 胶 在 低 温 中的 体 积 电 阻 率 开展 了研 究 ． 果 发现 这些 材 料 在 液氮 温 区的 结
１电极 系统 的设 计 及 实现
本 系统 由电极 、 电极支 架 、 电极定 位 板 、 试样 压
体 积 电 阻 率 较 常 温 时 有 显 著 提 高 【（ －） Ａ． ５Ｐ ４ ｌ ９２ ３ Ａ． Ｈ ｓａ Ｅｄｎ等研 究 了浸渍 纸 、 乙烯 和聚 丙 烯在 ｏｓｍ— ｌｉ 聚