等离子体射流动态沉积薄膜在金属电极上以抑制表面污染引发的局部放电
编号:25 访问权限:仅限参会人 更新:2025-08-11 15:29:18 浏览:6次 口头报告

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摘要
气体绝缘设备面临着由内部金属颗粒污染引发的严重运行风险,这类污染会导致具有安全威胁的表面放电。仅依靠传统解决方案和绝缘材料改性无法完全应对这一挑战。本研究提出采用大气压等离子体射流(APPJ)在铜电极上进行动态旋转硅膜沉积,以抑制污染引发的放电。研究开发了一套纳秒脉冲驱动的沉积系统,整合了等离子体诊断技术,通过模拟与实验相结合的方式,研究了处理后的基底在强制零电位和浮动电位状态下放电的成像 - 光电特性。构建了动态旋转沉积平台用于薄膜沉积,并对沉积薄膜后的电极进行了局部放电特性、闪络电压特性和水接触角的评估。结合物理化学表征(扫描电子显微镜、能谱分析、傅里叶变换红外光谱、功函数、X 射线光电子能谱)和理论分析,阐明了薄膜沉积过程中的键断裂与重组机制,并基于电场模拟解释了放电抑制机理。在处理后的系统中,在 5kV 和 8kV 条件下,局部放电(PD)次数分别减少 36.5% 和 32.3%;平均幅值分别降低 37.5% 和 23.8%;最大幅值分别下降 13.8% 和 34.5%;击穿电压提高了0.6kV。改性后的铜表面由亲水(60°±6°)转变为近超疏水(146°±3°),同时表面功函数增加 0.114eV,有效抑制了电子发射。结果表明,所提出的方法能够抑制金属颗粒引发的局部放电,且处理后的电极具有近超疏水特性。该技术为提高气体绝缘设备的抗颗粒污染能力和绝缘可靠性提供了一种新途径。
关键词
APPJ;铜表面处理;硅膜沉积;沿面放电抑制;绝缘性能提升
报告人
谌骏豪
学生 南京工业大学

稿件作者
谌骏豪 南京工业大学
程宏图 南京工业大学
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重要日期
  • 会议日期

    09月19日

    2025

    09月22日

    2025

  • 08月20日 2025

    初稿截稿日期

主办单位
中国物理学会静电专业委员会
承办单位
南京信息工程大学
电磁环境效应国家级重点实验室
无锡研平电子科技有限公司
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