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电荷

带电体具有吸引轻小物体的性质.人们通过大量的实验研究发现,自然界中只有两种电荷.同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸弓仁电荷的多少叫电荷量,简称电荷,单位为库仑,符号是C.电子是带有最小负电荷的粒子.人们把最小电荷叫元电荷,常用符号。表示,e=1.6xlo一19C.不同物质的原子核束缚核外电子的本领不同.两个由不同物质组成的物体互相摩擦时,束缚电子本领弱的物体的一些电子容易转移到另一个束缚电子本领强的物体上,失去电子的物体因缺少电子而带正电荷,得到电子的物体因有了多余的电子而带等量的负电荷.可见,摩擦起电并不是创造了电荷,而是电子从一个物体转移到另一个物体上,使正负电荷分开.摩擦起电使两个物体带上等量异种电荷善于导电的物体叫导体,如金属、人体、食盐的水溶液等.不善于导电的物体叫绝缘体,如橡胶、玻璃、陶瓷等.导体和绝缘体之间没有绝对的界限,在一定条件下可以相互转化.侧,验电器的金属箔因带正电荷相互排斥而张开一定角度,此时用跟毛皮摩擦过...  (本文共4页) 阅读全文>>

上海交通大学
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温度对聚合物绝缘中空间电荷行为的影响

聚合物绝缘电缆由于结构轻便,运行温度高及环境友好等被广泛应用于交流系统的电力传输,然而其在直流系统中的应用却比较落后。最主要的原因之一就是聚合物绝缘在直流高压下的空间电荷积聚。空间电荷引起的局部电场畸变,热电子发射和电机械能存贮与释放等问题会加速绝缘劣化,严重影响电缆的使用寿命。另外,有研究表明电缆主绝缘和附件增强绝缘之间的界面比材料本体更容易积累空间电荷,从而使得电缆附件成为整个系统的薄弱环节。近年来,很多学者对聚合物中空间电荷的产生和输运特性进行了研究,但是其中大部分工作在室温下进行。考虑到电缆运行过程中导体承受负载电流导致绝缘层温度升高,需要在更高温度下对聚合物绝缘的空间电荷特性开展进一步研究。本文在30~90℃温度范围内分别测试了交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)、三元乙丙橡胶(ethylene-propylene-diene monomer,EPDM)单层平板试样的高场电导特性和...  (本文共145页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
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不同热老化时间下两种油浸绝缘纸的直流电场空间电荷特性

电力变压器是能量转换的核心设备之一,其运行的可靠性直接关系到电网的运行稳定性和安全性。变压器中的绝缘纸在正常工作运行时,会在电场作用下产生空间电荷并影响材料内部的场强分布,也会在热应力的作用下进行热降解导致绝缘性能的劣化,这些都将影响绝缘纸的绝缘性能,减缓其使用寿命,直接威胁电力变压器运行的安全性。由于人们对绝缘纸热老化程度与空间电荷输运特性二者间关联的认识还很有限,这在一定程度上也阻碍了新型抗老化绝缘材料的研制,制约着电力变压器绝缘性能的发展。本文较为系统地分析了不同热老化时间下新型NOMEX合成纤维绝缘纸和传统植物纤维素绝缘纸在外施直流电场作用下的空间电荷特性,分析了电场作用下和去压后绝缘纸体内空间电荷总量演变特性,讨论了空间电荷在两种绝缘介质体内的注入、迁移、积聚和衰减等电荷输运特性。最后,根据植物纤维素绝缘纸体内空间电荷总量衰减曲线的特性进行指数衰减函数拟合,以衰减时间常数τ和半衰期t1/2表征不同热老化状态绝缘纸中残留...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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基于高压直流GIS盆式绝缘子基材的环氧树脂表面电荷积累与抑制方法研究

直流气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)是直流输电系统中的重要电力设备之一。在各种复杂电场环境下电荷在GIS盆式绝缘子表面积累,易导致绝缘击穿事故的发生。本文研究了直流电压与脉冲过电压复合场下环氧树脂表面电荷的动态特性,并采用基于氟化技术的表层分子结构调控与添加非线性电导无机填料两种材料改性方法,探究两种改性方法对表面电荷的影响规律,揭示了盆式绝缘子环氧树脂绝缘材料表面电荷的抑制机理,为直流绝缘性能的提高奠定了实验与理论基础。论文的主要研究工作和获得的科研成果如下。(1)通过对直流与脉冲复合场下表面电荷动态特性的研究,得到直流与脉冲多场作用下环氧树脂表面电荷复合过程与积累规律。发现直流电压一定时,同极性复合场下,随着脉冲电压的提高,初始表面电位先减少后增加,表面电位的衰减速度与初始表面电位具有相同的变化规律。异极性复合场下,脉冲施加处的表面电位发生极性改变,而周围区域仍保持原有直流电压极性。外加电场撤除后,异极性电荷沿环氧树脂试样...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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高压直流电缆附件绝缘EPDM/LDPE界面电荷调控方法与抑制机理研究

高压直流塑料电缆是直流输电系统的关键装备,作为其重要连接环节的直流电缆附件是由不同介质组成的复合绝缘体系,容易产生界面电荷积聚,引起局部电场畸变并威胁电缆输电系统安全。本文开发了适用于高压直流电缆附件的EPDM复合绝缘材料,通过实验和数值模拟研究了直流电缆附件绝缘EPDM/LDPE双层介质界面电荷调控方法与抑制机理,以期为高压直流电缆输电的发展提供材料、工艺、试验和理论支持。论文主要研究工作和结论如下:(1)测试了表层分子结构改性的EPDM/LDPE双层介质界面电荷与陷阱能级分布。发现C-F键对C-H键的置换使EPDM表面形成了微米级的C-F层,降低了聚合物表面态对界面电荷的束缚作用,同时C-F层的电荷屏蔽效应减少了电极注入的载流子,有效地抑制了界面电荷的积聚。(2)测试了EPDM/SiC复合材料中SiC体积分数对EPDM非线性电导和载流子迁移率的影响。发现随着SiC体积分数增大,复合材料非线性电导的阈值电场降低且非线性系数增大...  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
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高压直流绝缘介质空间电荷运动分布仿真研究

近十几年间,高压直流输电工程在国内得到快速发展,高压直流输电技术相关问题如输电线路电磁环境、高压直流设备绝缘问题成为科研工作者关注的重点。本文以高压直流输变电系统关键设备—输电线路、直流分压器、换流变压器为研究对象,分别研究了空气介质和油纸绝缘介质内空间电荷的稳态分布和暂态运动。本文以上流元法为基础,耦合求解泊松方程和电流连续性方程,实现对空间电荷的运动分布进行仿真研究。传统上流元法在计算直流输电线路离子流场时,如果导线表面电荷密度以及空间电荷密度初始值设置的不合理,会导致离子流场在求解过程中无法收敛。本文引入自适应迭代控制因子,在保证不影响计算速度的同时提高算法收敛稳定性。针对实际输电线路研究了风速对离子流场产生的影响。以改进上流元法为基础,编制HVDC离子流场计算平台,可以实现对直流输电线路离子流场的工程计算。在二维上流元法的基础上,推导实现了三维上流元法计算离子流场。传统上流元法在空间场域内寻找上流有限单元进行空间电荷密度...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>