利用新型静电感应方法研究封闭空气空间中积累的静电电荷特性及其引发的交流气体放电特性

《Scientific Reports》：Characterization of accumulated space charge and charge-caused AC gas discharge characteristics in enclosed air spaces with novel electrostatic induction method

　　

摘要

空间电荷会影响电气设备封闭空间内的放电过程。由于测量技术的限制，很难研究电荷积累及其对放电的影响。本文提出了一种通过静电感应来表征空间电荷以及由电荷引起的放电特性的方法。针对10毫米的针板模型，推导出了感应电压与空间电荷之间的数值关系，从而能够实时计算空间电荷量。随后提取出具有代表性的空间电荷参数，并验证其能够反映空间电荷的积累情况以及放电特性。同时还研究了不同施加电压下这些参数的变化情况。在一个交流电压周期内，等效电荷量Q和电荷变化率dQ可以用来表示脉冲的幅度和重复频率等特性。通过分析dQ曲线发生显著变化的相位φ_i和φ_t，可以研究放电初期和末期的电荷效应。在不同的直流电压以及直流与交流电压叠加的情况下，可以根据特征电荷参数与施加电压的关系来区分不同的放电阶段，并根据φ_i和φ_t来判断不同电压下的电荷效应。