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不同温度及厚度下非交联聚乙烯电缆绝缘材料工频交流击穿表现 被引量:1
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作者 李银格 常柏源 +6 位作者 余欣 彭向阳 吴吉 于是乎 姚崇 张宏 高景晖 《广东电力》 北大核心 2024年第9期65-71,共7页
热塑性聚乙烯基电缆绝缘材料具有优于交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)的电气和机械性能,有望成为新一代绿色环保的电缆绝缘材料。在电缆结构设计中,保守的安全绝缘厚度使得电缆的生产成本增加,降低绝缘层的击穿电场强度;并... 热塑性聚乙烯基电缆绝缘材料具有优于交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)的电气和机械性能,有望成为新一代绿色环保的电缆绝缘材料。在电缆结构设计中,保守的安全绝缘厚度使得电缆的生产成本增加,降低绝缘层的击穿电场强度;并且在电缆实际运行过程中,绝缘材料往往工作在70~90℃高温环境下;因此针对新型绝缘材料,温度及厚度对其击穿电场强度的影响研究具有工程实际意义。以线性低密度聚乙烯(linear low density polyethylene,LLDPE)/高密度聚乙烯(high density polyethylene,HDPE)共混绝缘材料为研究对象,进行不同温度下(30、70、90、105℃)及不同厚度下的工频击穿实验,研究温度和厚度对其交流击穿的影响。测试结果表明:相较于XLPE绝缘材料,70L-30H(即LLDPE与HDPE在配比为7∶3的情况下熔融共混得到的绝缘材料)具有较高的工频击穿电场强度,在低于工况温度环境下,其击穿电场强度的温度稳定性较高;然而70L-30H的工频击穿电场强度受厚度影响程度略高,但在相同厚度下其击穿电场强度仍明显高于XLPE。上述研究可为热塑性聚乙烯基电缆绝缘材料研发提供参考。 展开更多
关键词 热塑性电缆绝缘材料 线性低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 熔融共混 工频击穿 厚度指数
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新型SF_(6) 环保替代绝缘介质CF_(3)SCF_(3)热动与输运特性
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作者 李兴文 汪冠宇 +3 位作者 唐念 孙东伟 郑晓光 张博雅 《广东电力》 北大核心 2024年第9期3-12,共10页
电力绝缘设备中广泛应用的SF_(6)气体因其极强的温室效应持续危害气候安全,新型环保气体CF_(3)SCF_(3)有望成为替代SF_(6)的绝缘气体。针对这一前景,对比评估CF_(3)SCF_(3)的基础物理特征参数,并基于吉布斯自由能最小化原理以及Chapman-... 电力绝缘设备中广泛应用的SF_(6)气体因其极强的温室效应持续危害气候安全,新型环保气体CF_(3)SCF_(3)有望成为替代SF_(6)的绝缘气体。针对这一前景,对比评估CF_(3)SCF_(3)的基础物理特征参数,并基于吉布斯自由能最小化原理以及Chapman-Enskog理论,研究其作为电力开关设备中灭弧介质的热动与输运性质。结果表明:与大多数环保气体相比,CF_(3)SCF_(3)表现出较好的能量耗散能力与灭弧特性,具备开关装备应用潜力;气压的变化会影响CF_(3)SCF_(3)等离子体中的化学反应进程以及粒子间的相互作用强度,同时改变系统中各类粒子数密度,进而影响其热物理性质;向N 2气体中添加摩尔比25%的CF_(3)SCF_(3)可以将纯N 2在5000 K以下的热耗散参数(质量密度与比热容的乘积)提升约2.5倍以上,且CF_(3)SCF_(3)-N 2混合物的物理特征与CF_(3)SCF_(3)相似,具备作为高气压下灭弧介质的可能。研究结果为开断过程中CF_(3)SCF_(3)环保气体的电弧建模仿真提供了必要基础数据,有助于进一步研究其灭弧特性。 展开更多
关键词 CF_(3)SCF_(3) SF_(6)替代气体 粒子组分 热动属性 输运系数 电弧等离子体
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PFAS及含氟气体管控下环保绝缘气体研究与电力装备应用展望 被引量:6
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作者 张晓星 肖淞 +8 位作者 张博雅 李祎 田双双 李兴文 傅明利 唐炬 唐念 赵波 曾纪珺 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期362-376,I0030,共16页
全球气候变化背景下,SF6的使用将受到更严格的限制。以C_(4)F_(7)N和C_(5)F_(10)O等为代表的低全球变暖潜在值(global warming potential,GWP)、高绝缘强度气体得到了广泛关注,相关高压电气装备已在多个国家推广应用。然而随着2019年《... 全球气候变化背景下,SF6的使用将受到更严格的限制。以C_(4)F_(7)N和C_(5)F_(10)O等为代表的低全球变暖潜在值(global warming potential,GWP)、高绝缘强度气体得到了广泛关注,相关高压电气装备已在多个国家推广应用。然而随着2019年《斯德哥尔摩公约》的签署,世界多国逐步出台了针对全氟烷基和多氟烷基物质(polyfluoroalkylsubstances,PFAS)以及含氟气体限制使用的法规和标准,以美国和欧盟为代表的激进PFAS政策也间接导致3M公司计划于2025年底累计停产包括C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O在内的58种含氟物质。为此,该文深入剖析PFAS及含氟气体管控背景下环保绝缘气体与装备发展面临的挑战,阐述相关政策对我国气体绝缘装备低碳发展的影响,指出氟碳类环保绝缘气体的全生命周期管控标准的制定及应用监管规范化是目前的重要工作,并对新型绝缘气体分子设计方法、绝缘与放电理论、工程应用技术及产品研发等方面的未来发展进行展望,以期为我国环保电力装备研发及相关政策的制定提供参考。 展开更多
关键词 环保绝缘气体 多氟烷基物质(polyfluoroalkyl substances PFAS) 含氟气体 管控政策
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SF_(6)替代型环保绝缘气体:研究、应用和展望 被引量:3
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作者 高克利 杨圆 +8 位作者 周文俊 王宝山 丁卫东 张晓星 林莘 颜湘莲 张博雅 王邸博 肖淞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期7395-7411,I0023,共18页
为应对全球气候变暖趋势,强温室效应SF_(6)气体的使用管控日趋严格,而环保气体绝缘设备的研发和应用是电力系统“双碳”目标实现的重要技术方向。近年来,以全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)气体绝缘420 kV气体绝缘开关设备(gas insulated switch... 为应对全球气候变暖趋势,强温室效应SF_(6)气体的使用管控日趋严格,而环保气体绝缘设备的研发和应用是电力系统“双碳”目标实现的重要技术方向。近年来,以全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)气体绝缘420 kV气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)、全氟五碳酮(C_(5)F_(10)O)气体绝缘24 k V环网柜为代表的环保电力装备,已在多个国家实现工程应用,推进电力行业的绿色低碳转型。该文主要围绕C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O这两种有推广应用前景的环保替代气体,综述分子设计技术、微观参数、绝缘性能和分解稳定性、灭弧性能、设备材料相容性、工程应用等方面的最新研究进展,并对未来工程应用技术路线选择和技术研究方向进行展望,以期为我国绿色电力装备的研发及应用提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 环保绝缘气体 全氟异丁腈(C_4F_7N) 全氟五碳酮(C_5F_(10)O) 应用展望
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高压电缆交联聚乙烯绝缘料黏度参数对挤出特性影响的仿真研究 被引量:3
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作者 尚恺 李加才 +1 位作者 王诗航 李盛涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期810-819,共10页
高压电缆交联聚乙烯(XLPE)绝缘料及其挤出成型技术是我国高压电缆生产的关键问题。绝缘料的黏度参数会影响其在单螺杆挤出机内包括挤出口流率和流道内熔体最高温度等的挤出特性,进而决定了高压电缆绝缘的成型质量和绝缘性能。该文通过... 高压电缆交联聚乙烯(XLPE)绝缘料及其挤出成型技术是我国高压电缆生产的关键问题。绝缘料的黏度参数会影响其在单螺杆挤出机内包括挤出口流率和流道内熔体最高温度等的挤出特性,进而决定了高压电缆绝缘的成型质量和绝缘性能。该文通过仿真模拟的方法研究了高压电缆交联聚乙烯绝缘料的黏度参数对挤出特性的影响,提出利用绝缘料挤出最高温度-挤出口流率曲线反映不同黏度参数下的挤出特性变化规律。结果表明,最高温度随着挤出口流率增大而升高,零切黏度和松弛时间对最高温度-挤出口流率曲线的斜率影响最大,幂律指数次之,温度系数影响最小。其中,零切黏度和幂律指数与挤出口流率和最高温度的关系均为正相关,且零切黏度增大到一定值后挤出口流率不再明显增大而最高温度持续提升;松弛时间和温度系数与挤出口流率和最高温度的关系均为负相关,且温度系数较小挤出特性较好。最终,根据实际电缆绝缘料挤出生产需求,提出了绝缘料黏度参数的适宜范围。该文可为国产高压电缆交联聚乙烯绝缘料的研发和挤出成型技术的提升提供重要数据支撑与理论依据。 展开更多
关键词 高压电缆 交联聚乙烯绝缘料 黏度参数 挤出特性
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高压电缆绝缘低密度聚乙烯交联过程中级数和自催化反应的逆向调控 被引量:2
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作者 李加才 尚恺 +2 位作者 司志成 王诗航 李盛涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期13-22,共10页
在保证交联度的前提下提升耐焦烧性能是进一步发展国产高压电缆低密度聚乙烯绝缘料的关键之一。焦烧和交联度本质上是交联反应及其结果的反映,该文基于高分子化学流变学和凝胶理论,提出了绝缘料耐焦烧性能的定量表征方法,结合实验分析... 在保证交联度的前提下提升耐焦烧性能是进一步发展国产高压电缆低密度聚乙烯绝缘料的关键之一。焦烧和交联度本质上是交联反应及其结果的反映,该文基于高分子化学流变学和凝胶理论,提出了绝缘料耐焦烧性能的定量表征方法,结合实验分析和交联反应动力学模型,首次全面探讨了交联反应与焦烧和交联度的关联机理,提出了提升耐焦烧性能并保证交联度的优化策略。研究发现,低密度聚乙烯交联过程中有级数反应和自催化反应,低温下级数反应的级数越低,越有利于延缓交联反应,增加凝胶时间,提高耐焦烧性能;而高温下自催化反应的级数越高,越有利于加速交联反应,提高交联度。单一添加剂只能同向改变级数反应和自催化反应的级数,复合添加剂的协同作用则能逆向改变级数反应和自催化反应的级数,从而实现了在保证交联度的前提下提升绝缘料的耐焦烧性能。该研究为推进高压电缆低密度聚乙烯绝缘料国产化提供了重要理论支撑。 展开更多
关键词 低密度聚乙烯 级数反应 自催化反应 焦烧 交联度
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大电流真空电弧中阳极熔化过程的实验与仿真研究 被引量:1
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作者 张在秦 刘志远 +2 位作者 王闯 耿英三 王建华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2143-2152,2160,共11页
大电流真空开断过程中,阳极触头在电弧作用下的熔化过程极大地影响着开断结果。目前对阳极熔化的研究集中于铜及铜基合金,所涉及的材料热特性参数较为局限。为了在更大物性参数范围下剖析阳极熔化机理,该文对W、Mo、Cr、Fe四种材料开展... 大电流真空开断过程中,阳极触头在电弧作用下的熔化过程极大地影响着开断结果。目前对阳极熔化的研究集中于铜及铜基合金,所涉及的材料热特性参数较为局限。为了在更大物性参数范围下剖析阳极熔化机理,该文对W、Mo、Cr、Fe四种材料开展了阳极熔化实验研究,同时建立电弧磁流体动力学模型及阳极传热模型对熔化过程进行仿真模拟。结果表明,在固定阴极为Cu的大电流燃弧实验中,四种阳极材料的临界熔化电流分别为14.0、11.9、8.6、7.5 kA;在阳极热过程模拟中,确定了阳极输入能流密度的空间与时间分布,并得到了阳极表面温度。四种材料的阳极最高温度均出现在燃弧时刻7.0 ms附近,临界电流下计算得到的阳极最高温度与相应材料熔点误差小于150 K。 展开更多
关键词 大电流真空电弧 触头熔化 阳极材料 磁流体动力学仿真
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交联聚乙烯绝缘高温直流击穿威布尔分布的厚度效应 被引量:1
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作者 朱敏慧 闵道敏 +1 位作者 林宋佳 王诗航 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期6908-6920,共13页
交联聚乙烯绝缘层厚度设计是高压直流电缆研发的关键任务之一。然而,实验室中难以获得厚绝缘样品的直流击穿性能参数,绝缘层厚度设计缺少直接的数据支撑,因此研究交联聚乙烯绝缘直流击穿的厚度效应具有重要意义。该文获得了不同厚度交... 交联聚乙烯绝缘层厚度设计是高压直流电缆研发的关键任务之一。然而,实验室中难以获得厚绝缘样品的直流击穿性能参数,绝缘层厚度设计缺少直接的数据支撑,因此研究交联聚乙烯绝缘直流击穿的厚度效应具有重要意义。该文获得了不同厚度交联聚乙烯绝缘样品在90℃下的直流击穿特性,揭示了交联聚乙烯绝缘威布尔特征击穿场强和形状参数随样品厚度的增加而减小的厚度效应。采用电荷输运和分子链位移调制模型计算了交联聚乙烯的直流击穿过程,结果表明击穿威布尔形状参数受陷阱能级、陷阱密度、载流子迁移率随机变量标准差的影响。在厚试样中,三种电荷陷阱参数的高斯分布更宽、标准差大,导致击穿场强分散性增大,其中电荷陷阱能级随机变量标准差的影响最显著。因此,交联聚乙烯绝缘电荷陷阱参数分布是决定其高温直流击穿厚度效应的关键。该研究可为高压电缆绝缘设计提供理论指导和实验依据。 展开更多
关键词 交联聚乙烯 厚度效应 威布尔分布 电荷输运
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基于准稳态法的热电材料变物性参数表征测量方法
9
作者 任鸿睿 何海龙 +2 位作者 纽春萍 荣命哲 田昊洋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期5311-5320,共10页
温差发电技术能够实现热能到电能的直接转换,在余热利用、航天器供电和自供电传感器等领域具有广泛应用,其核心之一是用于实现热-电转换的热电材料。热电材料物性参数的表征在热电器件应用、优化设计、故障诊断等研究中有重要意义。目... 温差发电技术能够实现热能到电能的直接转换,在余热利用、航天器供电和自供电传感器等领域具有广泛应用,其核心之一是用于实现热-电转换的热电材料。热电材料物性参数的表征在热电器件应用、优化设计、故障诊断等研究中有重要意义。目前大多数热电材料物性参数表征方法认为材料的热电参数为常数,忽视了热电参数与温度非线性相关,且没有全面考虑器件中的接触电阻和热阻。该文提出一种基于准稳态法和热电器件测试装置的热电材料变物性参数表征测量方法:首先提出准稳态法对材料物性参数的表征计算方法,通过仿真验证了该方法的正确性;在此基础上,结合热电器件测试装置,采用实验对热电材料进行了变物性参数表征,结果表明,测试结果与厂家参数的最大误差仅为4.3%,能够实现对热电参数的准确表征。该方法实现了在更宽的温度范围内对热电材料物理参数的准确表征,丰富了热电器件测试装置的功能,能够降低材料测试装置的设备投入和测试成本。 展开更多
关键词 热电材料 变物性参数 稳态法 准稳态法 热电器件测试装置
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多光谱信息下的油纸绝缘局部放电深度学习融合诊断方法
10
作者 胡蝶 李晓枫 +3 位作者 姜晓峰 阳瑞霖 刘阳 董明 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2024年第10期85-92,共8页
为了获得更丰富的放电特征信息,提高局部放电诊断的效率,提出了一种多光谱信息下的油纸绝缘局部放电深度学习融合方法。首先,基于微型光学传感器件和局部放电光谱分布,构建了局部放电多光谱同步检测平台,通过实验获得了四种放电类型的... 为了获得更丰富的放电特征信息,提高局部放电诊断的效率,提出了一种多光谱信息下的油纸绝缘局部放电深度学习融合方法。首先,基于微型光学传感器件和局部放电光谱分布,构建了局部放电多光谱同步检测平台,通过实验获得了四种放电类型的多光谱数据;然后构建卷积神经网络模型,将不同光谱段的局部放电数据作为模型不同通道的输入,利用通道级融合提取多光谱信号中的有效信息,对油纸绝缘局部放电类型进行准确辨识。结果表明:不同放电类型的多光谱信息可以作为模式识别的有效特征;引入多光谱信息后,本文所提方法的识别准确率可以达到98%以上,相比于仅使用脉冲电流信号有着明显的提升;相比于统计特征参数分析法和深度神经网络,提出的方法对多光谱信息融合的效果更好,识别的准确率更高。 展开更多
关键词 油纸绝缘 局部放电 深度学习 多光谱信息 模式识别
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高功率密度中高频变压器绝缘与散热研究进展与展望
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作者 王威望 罗宇靖 +3 位作者 关子凌 李盛涛 杨伟鸿 傅明利 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4388-4406,共19页
围绕大容量电力电子变压器的发展需求,针对其中关键部件“高功率密度中高频变压器”的绝缘与散热研究进行综述分析。高功率密度对固体绝缘与散热性能提出新的挑战。首先,论述了高功率密度中高频变压器设计与应用时绝缘和散热的矛盾。其... 围绕大容量电力电子变压器的发展需求,针对其中关键部件“高功率密度中高频变压器”的绝缘与散热研究进行综述分析。高功率密度对固体绝缘与散热性能提出新的挑战。首先,论述了高功率密度中高频变压器设计与应用时绝缘和散热的矛盾。其次,主要论述了高频绝缘失效的研究进展,包括绝缘击穿、局部放电、沿面放电、电树枝劣化等特性。然后,分析了目前高频绝缘的失效机理研究,包括热击穿、空间电荷效应、高频电导与自由体积效应。最后,论述了高频绝缘寿命的研究,分析了频率、温度、电压变化率du/dt等对绝缘耐电晕寿命的影响以及寿命模型。基于研究进展,提出了高频绝缘与散热的研究展望。该文综述研究对大容量电力电子变压器的设计与应用具有重要意义。 展开更多
关键词 中高频变压器 绝缘 散热 击穿 局部放电 空间电荷 绝缘寿命
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绝缘隔板对空气间隙放电光谱特性的影响及电荷演变机理 被引量:1
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作者 魏艳慧 张连康 +3 位作者 许逢源 韩颜泽 朱远惟 李国倡 《中国电力》 CSCD 北大核心 2024年第3期126-134,共9页
在空间有限的开关柜等电力设备中,开展棒-板间隙放电的放电规律以及检测方法的研究具有重要意义。实验探讨了“棒电极-绝缘隔板-接地电极”系统中不同隔板材料、隔板位置时放电光谱的分布规律;采用表面电位计,计算分析了放电后绝缘隔板... 在空间有限的开关柜等电力设备中,开展棒-板间隙放电的放电规律以及检测方法的研究具有重要意义。实验探讨了“棒电极-绝缘隔板-接地电极”系统中不同隔板材料、隔板位置时放电光谱的分布规律;采用表面电位计,计算分析了放电后绝缘隔板表面陷阱能级分布特征;通过建立等尺寸绝缘系统仿真模型,分析绝缘隔板的引入对电子密度、电场分布的影响,揭示放电机理。实验研究表明,绝缘隔板的引入,可以显著提高系统的击穿电压,最高可提升1.6倍。不同隔板材料对应的放电光谱特征信息有所不同,环氧树脂隔板的放电光谱强度整体较大,但在波段309.25 nm、589.05 nm处聚酯板的光谱强度略大于环氧树脂。此外,电极间距对放电光谱具有较大的影响。隔板材料表面存在明显的残余电荷,环氧树脂的电荷积聚高于聚酯板,对击穿电压的影响较大。仿真结果显示,隔板材料的改变会影响击穿电压的幅值,同时会改变微观粒子的物理运动,从而改变放电光谱。研究成果可为电力设备光谱放电监测和绝缘状态评估提供理论和实验指导。 展开更多
关键词 空气间隙 绝缘隔板 光谱特性 残余电荷 仿真分析
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基于动态受阻硫脲键的自修复硅橡胶的绝缘性能
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作者 丁一铭 焦宇阳 +2 位作者 翟涵君 吕泽鹏 马宪伟 《电工技术学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期150-158,共9页
含有动态受阻硫脲键的有机硅是一种新型智能绝缘材料,可用于电力设备和电子器件。目前关于自修复材料的研究多集中于机械性能的修复效率,较少关注其绝缘性能。为研究自修复材料在电气领域应用的可行性,该文以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体... 含有动态受阻硫脲键的有机硅是一种新型智能绝缘材料,可用于电力设备和电子器件。目前关于自修复材料的研究多集中于机械性能的修复效率,较少关注其绝缘性能。为研究自修复材料在电气领域应用的可行性,该文以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,通过对苯二异硫氰酸酯和氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷合成动态硫脲键,利用无水哌嗪提供空间位阻结构,同时采用三(2-氨乙基)胺调整分子链结构,研制了一种具有修复效果和良好绝缘性能的材料。基于拉伸试验、击穿和电导试验、宽带介电谱测试及热修复试验,对比样品修复前后的机械性能、绝缘性能和介电性能,发现动态键的加入使材料具备自修复能力,且相对介电常数增加。随着交联密度的提高,样品直流击穿强度和体积电阻率上升。该文可为开发同时具有修复性和绝缘性能的材料提供一条有效的途径。 展开更多
关键词 自修复材料 硫脲 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 绝缘性能 空间电荷
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HEMP作用下油纸绝缘工频局放特性
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作者 樊冉阳 李斯盟 +2 位作者 秦锋 杨宇翔 崔树群 《现代应用物理》 2024年第6期195-201,共7页
目前局部放电已作为绝缘状态质量监控的重要指标,根据变压器内部油纸绝缘的局部放电特性以及发展规律,对高空电磁脉冲(high altitude electromagnetic pulse,HEMP)损伤配电变压器后的工频剩余寿命评估提供数据支撑,本文通过针板电极结构... 目前局部放电已作为绝缘状态质量监控的重要指标,根据变压器内部油纸绝缘的局部放电特性以及发展规律,对高空电磁脉冲(high altitude electromagnetic pulse,HEMP)损伤配电变压器后的工频剩余寿命评估提供数据支撑,本文通过针板电极结构在HEMP传导环境作用下,以千伏为单位的不同HEMP测量电压幅值和不同冲击次数来刻画不同损伤状态的油纸试品,进行油纸绝缘的工频放电特性研究,统计分析局部放电的宏观规律,进而在宏观角度揭示纳秒脉冲作用下的油浸纸损伤机理,即当纳秒脉冲达到一定幅值或一定冲击次数时,会使绝缘纸内部纤维松散,从而产生较为密集的龟裂,使其绝缘性能严重下降。 展开更多
关键词 油纸绝缘 局部放电特性 配电变压器 高空电磁脉冲 损伤状态
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一种适用于嵌入式导电薄层的高阶电磁波混合时域有限差分-时程精细积分法
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作者 马亮 马西奎 +2 位作者 迟明珺 向汝 朱晓杰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第5期1333-1343,共11页
应用单一时域数值方法,在面对嵌入式导电薄层一类多尺度问题时,都面临着建模极为困难的挑战。该文提出了一种基于时域有限差分(FDTD)法和高阶时程精细积分(PITD)法的电磁波混合数值方法。该方法对导电薄层外部进行粗网格剖分并应用FDTD... 应用单一时域数值方法,在面对嵌入式导电薄层一类多尺度问题时,都面临着建模极为困难的挑战。该文提出了一种基于时域有限差分(FDTD)法和高阶时程精细积分(PITD)法的电磁波混合数值方法。该方法对导电薄层外部进行粗网格剖分并应用FDTD法,而对薄层内部进行一维细网格剖分并应用四阶PITD法,以实现不同网格尺度的同步时间推进。为了实现粗细网格之间的信息交换,在PITD域中引入过渡区域并应用二阶PITD法,通过等效本构参数来更新交界面处的切向电场。分析了该混合算法的数值稳定性和数值反射,并通过典型数值算例验证了所提方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 时域有限差分法 四阶时程精细积分法 亚网格技术 矩阵指数
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基于非色散红外原理的GIS内部SO_(2)含量高精度检测方法
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作者 陈玉坤 褚继峰 +5 位作者 阮卓奕 李浩源 杨爱军 袁欢 荣命哲 王小华 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期241-252,共12页
气体绝缘开关设备(GIS)内部放电会导致SF_(6)气体分解出SO_(2)等特征产物,可以根据SO_(2)含量反演放电故障的严重程度。然而,现有的SO_(2)气体传感器在检测精度、制造成本、设备体积、交叉敏感等方面无法兼顾。而且,GIS运行环境温度复... 气体绝缘开关设备(GIS)内部放电会导致SF_(6)气体分解出SO_(2)等特征产物,可以根据SO_(2)含量反演放电故障的严重程度。然而,现有的SO_(2)气体传感器在检测精度、制造成本、设备体积、交叉敏感等方面无法兼顾。而且,GIS运行环境温度复杂多变,很容易导致传感器漂移失效。因此,该文设计了一种基于非色散红外(NDIR)原理的双通道SO_(2)检测装置,同时提出了一种基于多项式拟合系数修正的宽范围可迁移温度(0~40℃)补偿方法,可在1 000μL/L量程内实现对SF_(6)背景下SO_(2)的准确检测,平均检测误差小于±2.8%。通过模拟不同强度的SF_(6)气体放电,获得了SO_(2)浓度为27~118μL/L的SF_(6)分解产物。根据气相色谱仪的对标检测结果,所设计的SO_(2)检测装置平均检测误差为±3.8μL/L,证明了该SO_(2)检测装置在GIS放电故障在线监测领域应用的巨大潜力。 展开更多
关键词 SF_(6)分解产物 非色散红外 SO_(2)检测装置 温度漂移修正 误差分析
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并联电容对真空灭弧室内部电位分布的改善作用
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作者 李元钊 丁健刚 +2 位作者 刘志远 耿英三 王建华 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期610-624,共15页
真空灭弧室的绝缘水平是影响其性能和可靠性的一个关键因素。现有研究发现,真空灭弧室放入接地金属外壳内,受对地杂散电容的影响,屏蔽罩电位会出现偏移现象,导致灭弧室绝缘水平下降。针对此问题,该文通过建立真空灭弧室等效电路模型,研... 真空灭弧室的绝缘水平是影响其性能和可靠性的一个关键因素。现有研究发现,真空灭弧室放入接地金属外壳内,受对地杂散电容的影响,屏蔽罩电位会出现偏移现象,导致灭弧室绝缘水平下降。针对此问题,该文通过建立真空灭弧室等效电路模型,研究了通过并联电容调整屏蔽罩电位对灭弧室内部电位分布的改善作用,并通过实验测量了真空灭弧室屏蔽罩悬浮电位,验证了并联电容方法的改善作用。研究结果表明,真空灭弧室的杂散电容约为十几pF量级,通过为灭弧室并联百pF量级的电容,可以有效地改善其内部的电位偏移现象。实验中所测量的真空灭弧室在自然状态下,其主屏蔽罩电位约为34%总电压,对该灭弧室并联500 pF电容,可将其主屏蔽罩电位调整至49%总电压。此外,针对具有多级悬浮屏蔽罩结构的真空灭弧室,提出并对比了两种电容并联方案的差异,得到只调整主屏蔽罩电位的电容并联方式是更为理想的选择。 展开更多
关键词 真空灭弧室 屏蔽罩 悬浮电位 并联电容 非接触式测量
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某型超高压压气式SF_(6)断路器不同燃弧时间对非对称短路电流开断性能影响规律研究
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作者 魏莹 王达奇 +5 位作者 马飞越 项彬 李龙启 王东宇 杜慧鑫 刘志远 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第2期98-105,共8页
本文基于某型超高压压气式SF_(6)断路器T100a试验,采用纳秒级别的电流零区测量装置,测试超高压压气式SF_(6)断路器的T100a开断试验,研究不同燃弧时间下开断高直流分量非对称短路电流时电弧的关键参数如熄弧尖峰、零前电弧电导、电弧电... 本文基于某型超高压压气式SF_(6)断路器T100a试验,采用纳秒级别的电流零区测量装置,测试超高压压气式SF_(6)断路器的T100a开断试验,研究不同燃弧时间下开断高直流分量非对称短路电流时电弧的关键参数如熄弧尖峰、零前电弧电导、电弧电流等参数的变化规律。同时,基于断路器的内部结构建立气体电弧焓流物理仿真模型,研究不同燃弧时间时的压气室压力与开距变化。研究结果显示,在相同开断电流下以及一定的燃弧时间内,燃弧时间越长,熄弧尖峰越大,零前电弧电导越小。同时,压气室压力和触头开距也随着燃弧时间正向增加,使得断路器开断更容易,为实际应用中SF_(6)断路器开断非对称短路电流提供了理论依据。 展开更多
关键词 燃弧时间 SF_(6)断路器 T100a试验 开断仿真
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极端天气下电力系统风险管理及弹性提升的市场化机制设计
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作者 徐铭乾 李更丰 +3 位作者 别朝红 邹文秋 李明昊 卞艺衡 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第4期90-102,共13页
提升电力系统弹性对保证电力系统在自然灾害条件下的安全稳定运行意义重大。设计相应的市场化机制是提升电力系统弹性、激励电力资源投资的重要方式。为此,文中提出了电力系统弹性提升的市场化机制框架,并给出了弹性保险、灾前电力期货... 提升电力系统弹性对保证电力系统在自然灾害条件下的安全稳定运行意义重大。设计相应的市场化机制是提升电力系统弹性、激励电力资源投资的重要方式。为此,文中提出了电力系统弹性提升的市场化机制框架,并给出了弹性保险、灾前电力期货市场的详细定义及模式。然后,引入保险理论建立弹性保险模型,并提出了灾前电力期货市场模型。进一步,对弹性保险模型进行算例分析,分析结果表明所提出的市场化机制可以在实现保险公司净利润最大化的同时提升电力系统弹性。最后,给出了电力系统弹性与经济性平衡的初步规律。 展开更多
关键词 电力系统 弹性 极端天气 电力市场 保险 电力期货市场
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含水率对环氧浸渍纸低频介电弛豫过程的影响研究
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作者 张宏亮 黄宁 +2 位作者 刘鹏 金海 彭宗仁 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期312-324,共13页
环氧复合材料是特高压直流套管电容芯体的主绝缘材料,其受潮会对套管造成较大影响。为了明确含水率对环氧复合材料低频介电弛豫过程的影响,该文制备了环氧树脂和环氧浸渍纸两种试样,测量了不同湿度环境下两种试样的吸水特性和低频介电... 环氧复合材料是特高压直流套管电容芯体的主绝缘材料,其受潮会对套管造成较大影响。为了明确含水率对环氧复合材料低频介电弛豫过程的影响,该文制备了环氧树脂和环氧浸渍纸两种试样,测量了不同湿度环境下两种试样的吸水特性和低频介电特性。综合运用HavriliakNegami模型、复交流电导率、复电模量三种介电弛豫模型对介电谱信息进行拟合分析,得到了环氧浸渍纸中纤维素σ极化和界面极化的弛豫强度、弛豫时间、活化能等介电特性参数。结果表明:含水率对环氧试样的低频介电特性影响很小,而对环氧浸渍纸试样的低频介电特性影响明显;水分会降低环氧浸渍纸试样σ极化活化能,提高σ极化介电弛豫强度;含水率的提升也会使环氧浸渍纸直流电导率增大,减小界面极化时间常数,增强界面极化介电弛豫强度。该文量化分析了环氧浸渍纸低频介电弛豫过程中含水率的影响程度和影响机理,为特高压直流套管受潮状态评估提供了理论基础。 展开更多
关键词 含水率 环氧树脂 环氧浸渍纸 低频介电弛豫 活化能
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