变电设备内部有时会存在多个缺陷的局部放电,其放电模式识别及危险度评估的难度大大增加,为更有效地诊断设备绝缘状况,该文提出了一种基于累积能量函数特征参量优化提取的多源局放分离技术。利用时频域累积能量函数表征脉冲电流脉冲或...变电设备内部有时会存在多个缺陷的局部放电,其放电模式识别及危险度评估的难度大大增加,为更有效地诊断设备绝缘状况,该文提出了一种基于累积能量函数特征参量优化提取的多源局放分离技术。利用时频域累积能量函数表征脉冲电流脉冲或特高频(UHF)信号的时频域变化,并采用数学形态学梯度运算提取了时频域累积能量的上升陡度参量。提出了以上升陡度参量的标准差作为分离性能评价指标,优化选取数学形态学梯度运算中的结构元素长度,提取此时的上升陡度参量,达到最优分离效果的目标。最后在实验室252k V GIS模型内建立了3种典型多缺陷模型,将所提出的多源放电分离技术应用于该混合缺陷放电UHF信号的分离,进而将该方法成功应用于一起现场1100k V GIS多源局放案例。结果表明,特征参量优化提取分离方法适用于内外置UHF传感器信号,在多源放电混合UHF信号分离中具有良好的应用效果。展开更多
硅微条探测器空间分辨率高、工作性能稳定,广泛地应用于空间高能粒子探测领域.如费米γ射线空间望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope,FGST)以及阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer 2,AMS-02)的径迹探测器中都采用了高位置分...硅微条探测器空间分辨率高、工作性能稳定,广泛地应用于空间高能粒子探测领域.如费米γ射线空间望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope,FGST)以及阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer 2,AMS-02)的径迹探测器中都采用了高位置分辨率的硅微条探测器.基于硅微条探测器在空间观测领域的应用前景,针对硅微条探测器单元设计了一套低噪声的电子学读出系统.整个电子学系统分为前端电子学、数据获取电路和上位机软件.前端电子学为提高集成度,采用了一款电荷读出芯片VATAGP8,实现了多通道、低噪声的电荷信号测量;数据获取电路使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了对前端电子学的时序控制以及对测量信号的采集控制;上位机用来接收、处理数据获取电路采集的信号数据.在对电子学通道的线性、基线、噪声等性能进行测试之后,得到系统在0--200fC电荷输入范围内的线性增益约为13.41bin/fC,积分非线性小于1%,噪声小于0.093fC.为了验证电子学读出系统对硅微条探测器单元的读出能力,将两者集成在一起并测试了宇宙线缪子的能量沉积,得到读出电子学系统的信噪比大于32,缪子的电离损失能谱与Landau-Gaussian分布符合较好,能够满足硅微条探测器单元读出电子学的设计要求.展开更多
空间高能质子和重离子是导致元器件发生单粒子效应的根本原因,为准确评估元器件在轨遭遇的单粒子效应风险,必须清楚高能质子、重离子与器件材料发生核反应的物理过程及生成的次级重离子LET(Line Energy Transfer)分布规律。针对典型CMO...空间高能质子和重离子是导致元器件发生单粒子效应的根本原因,为准确评估元器件在轨遭遇的单粒子效应风险,必须清楚高能质子、重离子与器件材料发生核反应的物理过程及生成的次级重离子LET(Line Energy Transfer)分布规律。针对典型CMOS工艺器件模拟计算了不同能量质子和氦核粒子在器件灵敏单元内产生的反冲核、平均能量及线性能量转移值,并分析了半导体器件金属布线层中重金属对次级重离子LET分布的影响规律。计算结果表明:高能粒子与器件相互作用后产生大量次级重离子,且高能质子作用后产生的次级粒子的LET值主要分布为0~25MeV·cm^2/mg;高能氦核粒子作用后产生的次级粒子的LET值主要分布为0~35 MeV·cm^2/mg;有重金属钨(W)存在时能提高次级粒子的LET值,增加了半导体器件发生单粒子效应的概率,该研究结果可为元器件单粒子效应风险分析、航天器抗单粒子效应指标确定提供重要依据。展开更多
文摘变电设备内部有时会存在多个缺陷的局部放电,其放电模式识别及危险度评估的难度大大增加,为更有效地诊断设备绝缘状况,该文提出了一种基于累积能量函数特征参量优化提取的多源局放分离技术。利用时频域累积能量函数表征脉冲电流脉冲或特高频(UHF)信号的时频域变化,并采用数学形态学梯度运算提取了时频域累积能量的上升陡度参量。提出了以上升陡度参量的标准差作为分离性能评价指标,优化选取数学形态学梯度运算中的结构元素长度,提取此时的上升陡度参量,达到最优分离效果的目标。最后在实验室252k V GIS模型内建立了3种典型多缺陷模型,将所提出的多源放电分离技术应用于该混合缺陷放电UHF信号的分离,进而将该方法成功应用于一起现场1100k V GIS多源局放案例。结果表明,特征参量优化提取分离方法适用于内外置UHF传感器信号,在多源放电混合UHF信号分离中具有良好的应用效果。
文摘硅微条探测器空间分辨率高、工作性能稳定,广泛地应用于空间高能粒子探测领域.如费米γ射线空间望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope,FGST)以及阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer 2,AMS-02)的径迹探测器中都采用了高位置分辨率的硅微条探测器.基于硅微条探测器在空间观测领域的应用前景,针对硅微条探测器单元设计了一套低噪声的电子学读出系统.整个电子学系统分为前端电子学、数据获取电路和上位机软件.前端电子学为提高集成度,采用了一款电荷读出芯片VATAGP8,实现了多通道、低噪声的电荷信号测量;数据获取电路使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了对前端电子学的时序控制以及对测量信号的采集控制;上位机用来接收、处理数据获取电路采集的信号数据.在对电子学通道的线性、基线、噪声等性能进行测试之后,得到系统在0--200fC电荷输入范围内的线性增益约为13.41bin/fC,积分非线性小于1%,噪声小于0.093fC.为了验证电子学读出系统对硅微条探测器单元的读出能力,将两者集成在一起并测试了宇宙线缪子的能量沉积,得到读出电子学系统的信噪比大于32,缪子的电离损失能谱与Landau-Gaussian分布符合较好,能够满足硅微条探测器单元读出电子学的设计要求.
文摘空间高能质子和重离子是导致元器件发生单粒子效应的根本原因,为准确评估元器件在轨遭遇的单粒子效应风险,必须清楚高能质子、重离子与器件材料发生核反应的物理过程及生成的次级重离子LET(Line Energy Transfer)分布规律。针对典型CMOS工艺器件模拟计算了不同能量质子和氦核粒子在器件灵敏单元内产生的反冲核、平均能量及线性能量转移值,并分析了半导体器件金属布线层中重金属对次级重离子LET分布的影响规律。计算结果表明:高能粒子与器件相互作用后产生大量次级重离子,且高能质子作用后产生的次级粒子的LET值主要分布为0~25MeV·cm^2/mg;高能氦核粒子作用后产生的次级粒子的LET值主要分布为0~35 MeV·cm^2/mg;有重金属钨(W)存在时能提高次级粒子的LET值,增加了半导体器件发生单粒子效应的概率,该研究结果可为元器件单粒子效应风险分析、航天器抗单粒子效应指标确定提供重要依据。
