Materials Literature
按标题、摘要、年份、主题和来源检索公开元数据。结果保留作者、摘要、分类与原始来源链接。
研究了热态SF6/N2混合气体的电击穿特性。在局部热力学和化学平衡假设下,采用质量作用定律法,计算压强0.01～2.00 MPa、温度300～4 000 K范围内的SF6/N2电弧等离子体各组分的摩尔分数,分析电弧熄灭过程热态SF6/N2电弧等离子体各粒子组分随温度和压强的变化过程。采用两项近似方法求解玻尔兹曼方程,得到了不同折合电场下热态SF6/N2混合气体的电子能量分布函数,分析不同碰撞过程中各微观粒子的折合电离系数和折合吸附系数,得到了热态SF6/N2混合气体的折合击穿场强（E/N）cr。研究表明:SF6/N2混合气体的折合击穿场强（E/N）cr随着电弧等离子体温度的降低而增大,其增大的速率主要与混合气体中SF6的分解复合特…
覆冰对电网威胁巨大。开发适于防冰的正温度系数材料与绝缘子结合,使绝缘子的发热功率受温度控制,对提升绝缘子防冰能力具有重要意义。以BaCO3、TiO2为原料,分别掺杂15. 0%（摩尔分数,下同）的Sn4+、32. 4%的Sr4+作为居里点移动剂取代Ti元素和Ba元素,又分别以Y3+、Mn2+作为电子施主和电子受主,均在1 150℃和1 350℃进行预烧与二次烧结,制备出Ba(Ti0. 850Sn0. 150) O3和(Ba0. 676Sr0. 324) TiO3两种正温度系数材料,两种材料的居里温度均在0℃附近,低温区体积电阻率分别在105Ω·m数量级和103Ω·m数量级,Ba(Ti0. 850Sn0. 150) O3在居里点附近…
为了研究用于制造风电机组叶片、机舱罩和整流罩的玻璃纤维增强复合材料（GFRP）在雷击下的损伤,笔者在高压实验室中用冲击电流发生器（ICG）对3种不同雷电防护设计的GFRP样板进行模拟雷击试验研究。第一种GFRP样板的雷电防护系统由接闪器和嵌入式引下线构成;第二种GFRP样板的雷电防护系统仅由嵌入式引下线构成;第三种GFRP样板未采取任何雷电防护设计。结果显示,GFRP样板上的接闪器和引下线可以将雷电流安全引导至接地装置。如果接闪器未成功拦截雷击,而是直接穿透GFRP击中嵌入的引下线时,被击中位置的GFRP样板会瞬间爆裂并燃烧。如果雷电击穿无任何保护装置的纯GFRP样板,被击中位置的GFRP样板会更剧烈的爆裂和燃烧。此外,研究还发现…
由于长期运行在湿热的气候环境下,近年来我国南方地区复合绝缘子异常发热、击穿断裂等故障时有发生,严重威胁了电网的安全稳定运行。为了研究复合绝缘子硅橡胶伞套的湿热老化特性,首先对高温硫化（High Temperature Vulcanization,HTV）硅橡胶进行湿热老化实验,然后利用扫描电镜、红外光谱、热重分析、介电谱和热刺激电流测试等分析手段对湿热老化和运行老化样品进行微观分析,结果表明:湿热的联合作用能够显著加速HTV硅橡胶的老化进程,随着湿热老化时间的增加,样品的表面微观形貌、化学基团、热解性能、介电性能和陷阱性能均逐渐劣化,其中,硅氧主链与硅碳侧链红外吸收峰高、热解剩余质量、介电参数和陷阱参数可作为硅橡胶的老化特征参量,…
实际运行工况下的开关柜内绝缘件受到污秽、潮湿凝露、发热和冷热循环等不利影响而逐步老化,材料表面绝缘性能不断降低,对设备安全运行造成威胁。为了提高环氧树脂（EP）表面的绝缘性能（憎水性、表面电阻率及沿面闪络电压）,基于介质阻挡放电原理,采用高压脉冲源激励产生大气压Ar等离子体射流（APPJ）处理表面涂抹二甲基硅油的环氧树脂。实验结果发现:处理后的EP表面憎水性明显增强,二甲基硅油中含Si基团由于等离子体射流中高能活性粒子作用修饰到EP表面,形成新的Si-C和Si-O化学键。同时,材料表面上的二甲基硅油阻碍了含O活性粒子接触EP表面,使含O的活性基团无法在环氧树脂表面生成。同时,由于EP表面粗糙度的上升,EP表面沿面闪络电压及表面电阻…
电弧等离子体电导率是影响电弧能量的关键因素之一。文中从微观角度出发,通过库伦碰撞模型对SF6电弧等离子体内电子温度与重粒子温度进行计算,针对热力学非平衡态特点对Saha方程、Guldberg-Wagge方程进行修正,根据SF6放电时存在的电离、解离平衡计算得出不同压强、不同温度下的电子数密度;改进Spitzer电导率计算模型,得到压强为0.1～1 MPa、温度为300～20 000 K范围内非平衡态双温度SF6电弧等离子体电导率,并在压强为0.6 MPa下与平衡态电弧电导率计算结果进行对比。研究结果表明:当温度为7 000 K时等离子体内部开始出现电子,并随着温度的升高电子密度迅速达到峰值;压强为0.6 MPa下,温度小于10 0…
GIS在开关分闸后母线上会存在幅值较高的残余直流电压,由于GIS中电荷泄漏较慢,残余直流电压可持续作用较长时间。当再一次合GIS母线时,母线上可能会出现冲击过电压,冲击过电压会与母线残余直流电压叠加,使GIS处于直流叠加冲击电压的作用下。近年来国内多起GIS击穿事故发生于开关合闸瞬间,因此有必要对直流叠加冲击电压下GIS的放电特性进行研究。首先介绍了直流叠加冲击电压下稍不均匀电场和极不均匀电场中SF6气体间隙的放电特性和放电机理,以及直流叠加冲击电压下自由金属微粒引起的气体间隙放电特性;然后总结了直流叠加冲击电压下绝缘子沿面的闪络特性和金属微粒对直流叠加冲击电压下绝缘子闪络特性的影响,并分析了表面电荷对绝缘子沿面闪络过程影响机理的…
目前的气体绝缘电力设备中SF6气体泄漏检测方法存在检测精度低、无法对泄漏点准确定位等不足,为此提出基于小波分析的绝缘电力设备中SF6气体泄漏检测方法。通过红外气体检漏器进行采样,通过直方图均衡化实现图像预处理,通过小波变换对信号、图像进行分解,再通过小波变换去除背景,留下目标和噪声,再通过设置小波阈值去除噪声,至此完成基于小波分析的绝缘电力设备中SF6气体泄漏检测方法的设计与实现。从检测精度和泄漏点定位准确性两方面,对提出的基于小波分析的绝缘电力设备中SF6气体泄漏检测方法和传统的检测方法进行对比实验。实验结果表明,与传统的绝缘电力设备中SF6气体泄漏检测方法相比,采用提出基于小波分析的绝缘电力设备中SF6气体泄漏检测方法,其检测…
高压SF6开关设备运行中的放电故障（火花放电、电弧、局部放电等）诱导SF6分解为低氟硫化物,放电温度降低带来的SF6复合过程仍可保证设备具有良好的绝缘和灭弧能力。然而,当低氟硫化物与设备内无法避免的水蒸气和氧气杂质发生反应时,产生的腐蚀性产物会对设备的正常运行带来威胁,从而为利用SF6特征分解产物进行故障诊断提供依据。因此,文中利用气相色谱仪诊断技术对火花放电下SF6特征分解产物SOF2,SO2F2和SO2的演化特性进行研究,结果表明产物的摩尔分数随水蒸气和氧气体积分数的增加而升高,火花放电能量的提升也对分解产物的生成具有促进作用。文中工作可以为高压开关设备故障诊断和运行状态在线监测奠定理论基础。
气体绝缘组合电器（gas insulated switchgear,GIS）设备局部放电存在安全隐患,不容忽视。文中采用特高频法研究GIS中典型局部放电过程,建立局部放电缺陷模型,进行大量试验获得数据。提取数据得到局部放电特征量,并采用局部放电特征谱图研究局部放电的特征。对特征量进行筛选、分类,选取不同类型特征量代入自回归移动平均模型中对GIS局部放电发展趋势的预测情况进行分析研究。结果表明:①对于局部放电线性参量,ARMA预测模型可以对其发展趋势进行准确预测,整体预测误差值均在10%以下;②对于局部放电阶跃参量,ARMA预测模型可以对其发展趋势进行预测,但难以较为精确地预测其具体数值;③对于局部放电非线性参量,ARMA预测模型难…
为了将频域介电响应法（FDS）用于氧化锌压敏电阻老化状态的无损检测,在实验室环境下对氧化锌压敏电阻进行冲击老化试验,测量其介电频谱,并引入了带直流电导的多驰豫Cole-Cole模型拟合分析氧化锌压敏电阻的介电频谱。通过双驰豫Cole-Cole模型拟合常温下的介电谱发现,其中存在α驰豫过程和β驰豫过程,其对应的活化能约为0.68 eV和0.34 eV,对应着非本征晶间相缺陷驰豫和本征氧空位缺陷驰豫,α驰豫强度Δεα随冲击次数的增加而增强,而β驰豫过程不受冲击老化的影响;在拟合高温下（393 K）的介电频谱时新发现γ驰豫过程,其活化能约为0.73 eV,对应着非本征晶界面缺陷驰豫,随着老化程度的加深,驰豫强度Δεγ、形状参数γ增大,驰…
采用溶胶-凝胶法成功制备了梯度掺杂CaCu3Ti4-xZrxO12（x=0、0. 05、0. 10、0. 15、0. 20）薄膜。通过X射线衍射及扫描电镜对其相结构及显微组织进行分析;采用压敏电阻直流参数仪和精密阻抗分析仪对其压敏和介电性能进行研究。研究结果表明,Zr梯度掺杂不仅能显著降低CCTO薄膜的晶粒尺寸,而且提高其非线性系数。相比于下梯度掺杂,Zr上梯度掺杂CCTO薄膜综合电性能最好,其中非线性系数为α=8. 3,漏电流IL=102μA,压敏电压VT=7. 44 V/mm,介电损耗tanδ=0. 029。上梯度掺杂CCTO有利于电容-压敏双功能器件的开发和应用。
2012年以来,光纤电流互感器（FOCT）因其不断暴露出的可靠性问题,工程应用量逐年下降。为此,针对FOCT故障诊断方法,相关研究人员和企业也作出了建设性的尝试。文中介绍了FOCT的基本原理和工程应用现状,分析了其常见故障模式和主要组成部件的故障率。针对FOCT的突变性故障和渐变性故障,分别综述了基于解析模型、基于信号处理和基于知识处理的故障诊断方法。最后对FOCT故障诊断方法的研究工作进行了展望,提出了采用集成光路的FOCT和综合化、智能化的故障诊断方法,将会是今后的研究热点。
研究环保绝缘气体具有深远的社会意义。C4F7N、C5F10O混合气体是最有希望替代高温室效应SF6的环保绝缘气体。对C4F7N/CO2、C5F10O/C6F12O/Air混合气体的GWP值、液化性能和绝缘性能进行了详细研究。C4F7N/CO2（总压7 bar,C4F7N分压0.466 bar）的GWP值503,是SF6的2.13%;C5F10O/C6F12O/Air(总压8 bar,C5F10O分压0.285 bar,C6F12O分压0.100 bar)的GWP值0.33,是SF6的0.001%。C4F7N、C5F10O气体沸点较高,C4F7N气体在-25℃环境,其饱和蒸气压为0.466 bar;C5F10O气体在-5℃环境,其饱…
盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭开关（gas insulated switchgear,GIS）最重要的绝缘部件,其性能优劣直接影响GIS的运行可靠性。文中针对多个252 kV GIS用盆式绝缘子样本,在昆明特高压试验基地进行了特性试验,并根据试验采用仿真计算手段,建立了三维电场仿真和应力仿真模型,校核了盆式绝缘子及母线结构的绝缘设计和应力设计,并结合零表压试验和水压破坏试验结果进行了分析,得到了各盆式绝缘子在不同载荷下的设计裕度,并针对性的提出了设备选型和后续工作优化建议。研究成果有助于深入理解盆式绝缘子的设计和技术细节上的差异,为252 kV GIS设备选型、运行维护提供了参考。
硅橡胶材料特有的憎水迁移性是复合电力设备能够防治污闪事故的重要原因,而油的存在会加重污秽积累。为此,文中高温硫化硅橡胶（HTV）料为研究对象,通过加速热老化得到老化试样,利用人工涂污研究老化对HTV憎水迁移特性的影响,并结合扫描电镜和红外光谱分析其影响机理;对浸油处理后的HTV试样进行人工涂污,分析浸油量和表面油污对HTV试样憎水迁移特性的影响。结果表明:热老化使HTV表面出现孔洞和沟壑,内部疏松,破坏了HTV主链Si-O键及侧链的甲基,影响了小分子的迁移通道,稳态憎水性能变差;浸油后,小分子迁移速变慢,随着吸油率增大,污秽表面的憎水恢复时间th先减小后增大,5号试样浸油50 h后稳态憎水角下降至76°;表面油污的存在阻碍了小分子…
GIS盆式绝缘子的静力特性问题是盆式绝缘子制造和运维中的关键问题。文中建立了252 kV正常或含有缺陷盆式绝缘子的三维模型,采用有限元法计算了盆式绝缘子在不同气室压力、不同裂纹大小和不同母线温度下应力分布特性。研究结果表明,当盆式绝缘子两侧气室压力均为0.4 MPa时,最大应力为1.3 MPa,最大应力点为外法兰和绝缘子本体交界面附近。若下表面气室压力为0.1 MPa时,最大应力为12.3 MPa;若上表面气室压力为0.1 MPa时,最大应力为10.9 MPa,但均未超过环氧树脂的屈服强度40 MPa。当绝缘子存在裂纹时,裂纹附近会出现应力集中,裂纹端部比中间部分应力变化大。当裂纹深度为厚度1/4时,裂纹处最大应力为1.3 MPa…
针对甚低频发射天线顶线绝缘子串电压分布不均匀极易产生电晕的问题,采用矩量法（method ofmoments,MOM）研究了不同均压环管径、半径、抬高距以及绝缘子串配置位置对瓷支柱绝缘子串电压分布的影响,提出了一种应用矩量法和蝴蝶交配优化算法（butterfly mating optimization,BMO）协同优化顶线绝缘子串均压环的新方法。该方法首先建立顶线绝缘子串MOM天线优化模型;然后,提取仿真得到的分压和天线效率并计算目标函数;利用BMO迭代得到顶线绝缘子相对位置和均压环结构参数。仿真结果表明:顶线绝缘子高压侧的均压环半径和抬高距对绝缘子电压分布影响较大,低压侧配置均压环可以使顶线绝缘子串末端绝缘子的分压降低44.5%…
为了提升氧化锌压敏电阻的4/10μs大电流冲击能力,从侧面绝缘入手研制出与电阻片本体相匹配的无机高阻层,采用成分为Sb2O3、Bi2O3、Ni2O3、MnO2的侧面无机高阻层,D31电阻片测试参数性能稳定、老化性能好、压比低,重复电荷转移前后工频变化<5%,满足新国标的要求。
变压器油中的腐蚀性硫化物会腐蚀铜绕组而在绝缘纸表面产生硫化亚铜沉积物,该沉积物具有导电性。为了研究该物质对绕组匝间绝缘的局部放电特性的影响,将绝缘绕组真空干燥后放入变压器油中进行真空浸油,同时在油中放入不同含量的腐蚀性硫化物,并在实验室条件下对油纸绝缘介质进行加速硫腐蚀试验;腐蚀后对铜绕组展开并观察铜条与绝缘纸表面腐蚀情况;对不同腐蚀程度的油纸绝缘介质进行局部放电测试,记录局部放电起始电压与放电量随相位变化的q-φ谱图,最大放电量与平均放电量随相位变化的Hqmax（φ）与Hqave（φ）谱图。结果表明:绕组表面的沉积物为硫化亚铜;油中腐蚀性硫化物浓度越大,绕组被腐蚀的越严重,绕组的局部放电的起始电压越低;腐蚀导致局部放电特性发生变…