尚鹏辉，张博，王鹏，郑晓泉，贺博，乌江,2

(1.西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，710049，西安；2.西安工程大学电子信息学院，710048，西安)

空间环境与航天介质材料相互作用引起的介质充放电现象是威胁航天器安全运行的重要因素之一,其中高能电子辐照下引起的介质深层充放电危害尤为严重[1]。介质的深层充放电是指高能电子(0.1～10 MeV)穿透介质表面,沉积在介质内部建立内部电场,当内部电场强度超过材料击穿阈值时发生的静电放电现象[2]。当前,针对典型航天介质的深层带电问题主要是通过建立相关模型计算高能电子辐照下介质内部的最大电场强度,将此电场强度与介质击穿阈值相比较来评估介质的放电风险[3]。国外不同的研究机构开发了NUMIT[4]、DICTAT[5]和SPIS[6]等软件来评估介质的放电风险。国内针对此问题也进行了较为深入的研究,例如李盛涛等通过建立一维电荷输运方程来模拟分析电子辐射下绝缘介质的充放电问题[7-9]。李国倡等通过建立二维充放电模型计算了高能电子辐照下聚四氟乙烯的深层充电特性,指出最大电场出现在靠近接地处[10]。Tang等通过COMSOL软件建立并分析了三维印刷电路板模型充放电特征,结果表明采用一维模型计算得到的电场最大值比三维模型计算值小得多,三维模型更加精确[11]。

当前研究主要集中在材料本身或者对电荷传输模型优化上,计算模型多采用正面辐照,背面接地形式。实际上,接地方式是影响介质内部电场的重要因素,沉积电荷将在内电场的作用下向接地侧泄放,接地的位置及接地方式都将影响介质内电场分布。……