·1120 工程科学学报，第40卷，第9期 其单相电场达到最大值时，如曲线B所示，最 在电场作用的实验过程中，通过毫安表，测量回 大相导线外侧，其值为ml点所示，数值为2.5×10 路电流与极板距离关系部分数据，如表3所示. V·m-l,其衰减情况较为明显，距离轴线l3cm处m2 表3验电标识施加电压与注入电流关系 点，其场强值为1.3×10Vm1 Table 3 Relationship between the applied voltage and the injection cur- 当验电标识放置在导线周围时，在验电标识内 rent 部建立起较强的电场.电场驱使验电标识中的电子 电流/mA 极板距离/m 加速撞击发光中心，引起发光中心的激发或离化，进 样品1 样品2 样品3 而实现碰撞激发后的发光中心直接跃迁发光，或者 汤 0.015 0.018 0.012 被离化的电子被俘获而复合发光s-调 18 0.055 0.052 0.053 高压输电导线，在带电的时候，其表面附近会有 16 0.086 0.079 0.086 很强的电场，为了进一部研究在强电场的作用下，验 14 0.185 0.193 0.181 电标识内部的电子能够被加速撞击发光中心进而导 12 0.253 0.262 0.257 致发光，本文直接将验电标识放入高压电场中进行 10 0.352 0.401 0.372 研究测试 8 0.520 0.568 0.538 2.3现场模拟试验 0.683 0.715 0.691 为了得到较为合适的发光场强，本文通过2块 6 0.885 0.913 0.899 方形大铜板（边长80cm)模拟平行电场，采用小工 1.142 1.297 1.187 频变压器来研究对验电标识的发光影响，选取3个 1.421 1.526 1.461 测试样品，施加电压固定为工频60kV,通过螺旋丝 扣调整两极板间的距离，试验现场如图8所示，图示 从表中可以看出，在极板距离为5cm时，流过 为测量验电标识发光时，两极板的距离 样品电流为1.1mA左右，验电标识已经发出了明显 的蓝光，对应上节中所测量的伏安曲线得知，验电标 识两端的所感应的电压此时约为40V. 经过测试发现，在注入1.1mA左右电流的情况 下，3个样品能实现肉眼可见的明显的发光变色，该 电流由空间中的杂散电容以及验电标识本身两端所 构成的电容由于交变电场产生的运流电流提供.随 着电场增加，电流增加，发光亮度也会有所增加.在 实际特高压线路上，由于验电标识尺寸较小，空间杂 散电容电流小，很难提供10mA数量级以上电流，不 会出现电压电流耐受性问题，经过现场试验也可说 明前述问题.测试结果表明，制备的验电标识具有 图8现场操作图 电致变色特性 Fig.8 Site operation diagram 随后，在武汉大学高压试验大厅使用大工频变 当两极板距离5cm时，3个样品均明显发出肉 压器（串机式工频交流试验变压器，额定电压1000 眼可见的光 kV)模拟1O00kV电压等级进行试验，将验电标识和 由于极板边长远远大于两铜板间距离，可以将 支撑板安装在模拟导线上，施加对应电压等级的工 极板间电场近似作为均匀电场处理，根据下式来计 频电压，验电标识发出了明显的蓝紫光，说明可以实 算其内部场强： 现验电功能. U 2.4经济效益分析 E二D (9) 传统的线路验电方式是在停电操作后，通过绝 式中，U为平行极板两端的电压，D为极板之间的 缘杆搭载验电器的方式进行，每次验电均需要耗费 距离。 大量的人力物力，目前仅适用于220kV以下，并且 通过试验，当极板距离为5cm,即当验电标识 在1000kV特高压输电线路上，由于杆塔距离高，电 所处的电场达到1.2×10V·m时，开始发光. 压等级高，通过杆式验电操作极为不便，并且危险较工程科学学报，第 40 卷，第 9 期 其单相电场达到最大值时，如曲线 B 所示，最 大相导线外侧，其值为 m1 点所示，数值为 2. 5 × 106 V·m － 1，其衰减情况较为明显，距离轴线13 cm 处 m2 点，其场强值为 1. 3 × 106 V·m － 1 ． 当验电标识放置在导线周围时，在验电标识内 部建立起较强的电场． 电场驱使验电标识中的电子 加速撞击发光中心，引起发光中心的激发或离化，进 而实现碰撞激发后的发光中心直接跃迁发光，或者 被离化的电子被俘获而复合发光［26--28］． 高压输电导线，在带电的时候，其表面附近会有 很强的电场，为了进一部研究在强电场的作用下，验 电标识内部的电子能够被加速撞击发光中心进而导 致发光，本文直接将验电标识放入高压电场中进行 研究测试． 2. 3 现场模拟试验 为了得到较为合适的发光场强，本文通过 2 块 方形大铜板( 边长 80 cm) 模拟平行电场，采用小工 频变压器来研究对验电标识的发光影响，选取 3 个 测试样品，施加电压固定为工频 60 kV，通过螺旋丝 扣调整两极板间的距离，试验现场如图 8 所示，图示 为测量验电标识发光时，两极板的距离． 图 8 现场操作图 Fig． 8 Site operation diagram 当两极板距离 5 cm 时，3 个样品均明显发出肉 眼可见的光． 由于极板边长远远大于两铜板间距离，可以将 极板间电场近似作为均匀电场处理，根据下式来计 算其内部场强: E = U D ( 9) 式中，U 为平行极板两端的电压，D 为极板之间的 距离． 通过试验，当极板距离为 5 cm，即当验电标识 所处的电场达到 1. 2 × 106 V·m － 1时，开始发光． 在电场作用的实验过程中，通过毫安表，测量回 路电流与极板距离关系部分数据，如表 3 所示． 表 3 验电标识施加电压与注入电流关系 Table 3 Ｒelationship between the applied voltage and the injection cur￾rent 极板距离/m 电流/mA 样品 1 样品 2 样品 3 20 0. 015 0. 018 0. 012 18 0. 055 0. 052 0. 053 16 0. 086 0. 079 0. 086 14 0. 185 0. 193 0. 181 12 0. 253 0. 262 0. 257 10 0. 352 0. 401 0. 372 8 0. 520 0. 568 0. 538 7 0. 683 0. 715 0. 691 6 0. 885 0. 913 0. 899 5 1. 142 1. 297 1. 187 4 1. 421 1. 526 1. 461 从表中可以看出，在极板距离为 5 cm 时，流过 样品电流为 1. 1 mA 左右，验电标识已经发出了明显 的蓝光，对应上节中所测量的伏安曲线得知，验电标 识两端的所感应的电压此时约为 40 V． 经过测试发现，在注入 1. 1 mA 左右电流的情况 下，3 个样品能实现肉眼可见的明显的发光变色，该 电流由空间中的杂散电容以及验电标识本身两端所 构成的电容由于交变电场产生的运流电流提供． 随 着电场增加，电流增加，发光亮度也会有所增加． 在 实际特高压线路上，由于验电标识尺寸较小，空间杂 散电容电流小，很难提供 10 mA 数量级以上电流，不 会出现电压电流耐受性问题，经过现场试验也可说 明前述问题． 测试结果表明，制备的验电标识具有 电致变色特性． 随后，在武汉大学高压试验大厅使用大工频变 压器( 串机式工频交流试验变压器，额定电压 1000 kV) 模拟 1000 kV 电压等级进行试验，将验电标识和 支撑板安装在模拟导线上，施加对应电压等级的工 频电压，验电标识发出了明显的蓝紫光，说明可以实 现验电功能． 2. 4 经济效益分析 传统的线路验电方式是在停电操作后，通过绝 缘杆搭载验电器的方式进行，每次验电均需要耗费 大量的人力物力，目前仅适用于 220 kV 以下，并且 在 1000 kV 特高压输电线路上，由于杆塔距离高，电 压等级高，通过杆式验电操作极为不便，并且危险较 · 0211 ·