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CFRP表面增韧氧化硅纤维隔热瓦的抗冲击性能研究
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作者 张俊超 马晓亮 +2 位作者 钟业盛 王乔 史丽萍 《航空制造技术》 北大核心 2025年第3期67-75,共9页
为了提高隔热瓦的抗冲击力学性能,选择碳纤维增强邻苯二甲腈树脂基复合材料作为增韧层,采用一体化成型工艺制备了表面带有防护层的隔热瓦复合结构。首先,对不同增韧层的隔热瓦进行落锤冲击试验,对比相同能量下不同增韧层对隔热瓦的防护... 为了提高隔热瓦的抗冲击力学性能,选择碳纤维增强邻苯二甲腈树脂基复合材料作为增韧层,采用一体化成型工艺制备了表面带有防护层的隔热瓦复合结构。首先,对不同增韧层的隔热瓦进行落锤冲击试验,对比相同能量下不同增韧层对隔热瓦的防护效果。然后,对碳纤维增强复合材料(CFRP)表面增韧隔热瓦开展不同冲击能量与处理温度的低速冲击试验,研究材料的冲击损伤特性。结果表明,CFRP表面增韧隔热瓦的抗冲击性能最好,在增韧层厚度1 mm、冲击能量10 J的条件下,峰载荷可达2.034 kN,冲击深度达9.904 mm,能量吸收率为96.93%。冲击后表面增韧层出现界面分层与纤维裂纹,隔热瓦内部发生压溃型损伤而产生粉末,在冲击区域形成空腔。该表面增韧层可承受20 J的能量冲击而不会被穿透,450℃高温处理后仍具有冲击防护效果。本研究可为未来隔热瓦的冲击防护研究提供新思路。 展开更多
关键词 陶瓷纤维隔热瓦 增韧层 低速冲击 机械性能 界面
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复合绝缘子界面发热对护套透水性能的影响
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作者 吴焱松 梅红伟 +2 位作者 廖森林 申鹏 王黎明 《高压电器》 北大核心 2025年第9期122-127,154,共7页
复合绝缘子运维经验表明界面发热是一种比较严重的缺陷形式。为了研究复合绝缘子界面发热对护套透水性能的影响,首先构建了复合绝缘子的热路模型,验证了该模型的有效性,推导了护套厚度对内外温升的影响,结果表明故障复合绝缘子的界面发... 复合绝缘子运维经验表明界面发热是一种比较严重的缺陷形式。为了研究复合绝缘子界面发热对护套透水性能的影响,首先构建了复合绝缘子的热路模型,验证了该模型的有效性,推导了护套厚度对内外温升的影响,结果表明故障复合绝缘子的界面发热能力一定时,护套更厚的复合绝缘子界面缺陷处温度更高,护套表面温度更低。利用品红溶液渗透硅橡胶片,研究了复合绝缘子界面发热对硅橡胶透水的影响,结果表明溶液渗透深度与时间的平方根近似呈线性关系,温度越高,硅橡胶透水速度越快;分析了水分与温度对芯棒材料水解的影响,结果表明界面温度上升不仅促进了水汽的渗透,水汽含量的增加以及温度的升高会促进树脂与玻璃纤维丝的水解。研究工作可为发热复合绝缘子现场运维提供指导。 展开更多
关键词 复合绝缘子 护套—芯棒界面 界面缺陷 传热 渗透 水解
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含电压稳定剂修复液对受潮XLPE/SiR界面的绝缘增强机制研究
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作者 陶霰韬 龚慧 +4 位作者 张世泽 刘晓 任昂 彭超 侯俊平 《绝缘材料》 北大核心 2025年第7期44-54,共11页
为了研究含电压稳定剂修复液对受潮XLPE/SiR界面的修复效果及其增强作用机制,选用不同粒度砂纸打磨XLPE并制备XLPE/SiR界面试样。首先,通过表面轮廓仪测量界面粗糙度,并进行界面击穿实验。接着,对XLPE/SiR界面试样进行受潮实验。随后,... 为了研究含电压稳定剂修复液对受潮XLPE/SiR界面的修复效果及其增强作用机制,选用不同粒度砂纸打磨XLPE并制备XLPE/SiR界面试样。首先,通过表面轮廓仪测量界面粗糙度,并进行界面击穿实验。接着,对XLPE/SiR界面试样进行受潮实验。随后,选取抗氧剂300和二茂铁两种电压稳定剂,配置了5组不同含量修复液并对受潮界面样本进行修复。对修复前后界面样本进行表面轮廓测量、傅里叶红外光谱(FTIR)分析、极化-去极化电流(PDC)测试和击穿电压测试。结果表明:界面击穿电压随着表面粗糙度的增大而降低,而受潮会增大界面直流电导率和介质损耗因数,并导致界面击穿电压降低。修复后,界面粗糙度、直流电导率和介质损耗因数减小,修复产物能均匀空腔与固体介质间的电场,显著提升界面击穿电压。此外,添加抗氧剂300和二茂铁的修复液均能提高界面击穿电压,其中二茂铁对受潮界面绝缘性能的提升效果更好。 展开更多
关键词 XLPE/SiR界面 粗糙度 受潮 绝缘修复 电压稳定剂 绝缘增强机制
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短切纤维增强EPDM橡胶微观界面特性研究
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作者 白彦江 赵陆翔 +3 位作者 赫丽娜 周鑫磊 徐艺璇 戴鑫 《固体火箭技术》 北大核心 2025年第4期624-633,共10页
短切纤维与橡胶基体间的微观界面特性是影响绝热层性能的关键因素之一。以2种不同表面特性的短切纤维F-12、ASF-100和3种三元乙丙橡胶(EPDM3080、EPDM4045、EPDM2070)的绝热材料配方为研究对象,分别研究了短切纤维表面状态及形貌、EPDM... 短切纤维与橡胶基体间的微观界面特性是影响绝热层性能的关键因素之一。以2种不同表面特性的短切纤维F-12、ASF-100和3种三元乙丙橡胶(EPDM3080、EPDM4045、EPDM2070)的绝热材料配方为研究对象,分别研究了短切纤维表面状态及形貌、EPDM生胶流变特性及门尼应力松弛、反映绝热材料填料分散特性的Payne效应和纤维/橡胶微观界面特性的混炼胶结合胶含量和硫化胶溶胀指数等,并分析了纤维表面特性、生胶流变特性对纤维在橡胶基体分散程度和纤维/橡胶微观界面特性的影响。结果表明,ASF-100相比于F-12表面活性含氧基团含量低且在介观尺度下聚集状态松散,而EPDM2070相比于EPDM4045和EPDM3080表现出更高的支化度和更明显的剪切变稀现象;通过Payne效应、混炼胶结合胶含量和硫化胶溶胀指数测试发现,ASF-100和EPDM2070配合形成的柔性绝热材料的填料分散性和微观界面特性相对良好,最后通过氧乙炔烧蚀数据证明了界面结合特性的提升能在一定程度上提高绝热材料烧蚀性能。所得结果可为绝热材料中短切纤维与橡胶基体结合特性的定量化表征和提升绝热材料烧蚀性能提供借鉴。 展开更多
关键词 绝热层 EPDM 短切纤维 微观界面特性 PAYNE效应 溶胀指数
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直流电场下变压器油隙间距对油中空间电场及界面电荷特性影响机理
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作者 高春嘉 齐波 +4 位作者 陈聪聪 赵晓林 汪可 张书琦 李成榕 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第5期1980-1992,I0031,共14页
换流变压器油纸复合绝缘中的多层不等间距油隙结构对油中电场及界面电荷的影响尚不明确。该文利用Kerr电光效应,获得不同外施电压下典型双层油纸复合绝缘模型油中电场分布及油纸界面电荷积聚特性,揭示“高油中场强”及“宽油隙间距”联... 换流变压器油纸复合绝缘中的多层不等间距油隙结构对油中电场及界面电荷的影响尚不明确。该文利用Kerr电光效应,获得不同外施电压下典型双层油纸复合绝缘模型油中电场分布及油纸界面电荷积聚特性,揭示“高油中场强”及“宽油隙间距”联合作用下的“油隙间距效应”。研究表明:1)当油中场强较低时,正极性侧油中场强始终较高;2)当外施电压增加至+25 kV,随着上/下油隙间距之比由1:5增大到4.5:1.5,正极性侧油中场强逐渐降低,超过该比例后出现场强分布“反转”;3)明确了相邻油隙场强分布“反转”的阈值:即间距比3:1时油中场强阈值1.00 kV/mm,间距比≥5:1时场强阈值降至0.55 kV/mm;4)宽油隙为离子解离提供了更多的油中初始电荷,且高场强加剧了电荷解离/复合现象,导致宽油隙侧的油纸界面电荷数量增加,超过“极性效应”影响,增强了对侧油隙场强。研究结果可为换流变压器油纸绝缘结构设计优化提供相关理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 油纸绝缘 电场分布 界面电荷 极性效应 油道间距效应
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绝缘子气-固界面绝缘失效机理与提升方法研究进展
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作者 卢镝 高宇 +2 位作者 黄品皓 李双影 杜伯学 《绝缘材料》 北大核心 2025年第7期1-15,共15页
在气体绝缘开关设备(GIS)及气体绝缘输电线路(GIL)向高电压、大容量方向发展过程中,其内部绝缘子气-固界面的绝缘性能被认为是影响GIS/GIL设备运行安全的关键因素。为保证GIS/GIL设备在工程应用中的绝缘安全,明确气-固界面绝缘失效机制... 在气体绝缘开关设备(GIS)及气体绝缘输电线路(GIL)向高电压、大容量方向发展过程中,其内部绝缘子气-固界面的绝缘性能被认为是影响GIS/GIL设备运行安全的关键因素。为保证GIS/GIL设备在工程应用中的绝缘安全,明确气-固界面绝缘失效机制、探索气-固界面绝缘性能提升方法尤为重要。本文首先梳理气-固界面绝缘领域的研究进展,分析气-固界面电荷动态行为机理及其影响因素,介绍气-固界面电荷调控方法。然后讨论金属微粒影响界面绝缘失效的机理,总结金属微粒运动特性及防控措施。接着介绍环境友好型绝缘气体中的气-固界面绝缘特性,并总结气-固界面电场调控及闪络电压提升方法。最后,展望了GIS/GIL内部绝缘子气-固界面绝缘的研究方向。 展开更多
关键词 GIS/GIL 气-固界面绝缘 表面电荷 金属微粒 环境友好型气体
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天然酯绝缘油-纸界面的多分支流注放电仿真
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作者 陈刚 辛晓军 +2 位作者 宋普查 王开正 罗莉 《电力工程技术》 北大核心 2024年第4期245-252,共8页
油-纸界面的局部放电是油浸式变压器中油-纸绝缘失效的主要原因之一。文中在多分支流注放电数值模型的基础上进一步考虑油-纸界面的电荷输运特性,构建油-纸绝缘系统中的多分支流注放电模型,并利用有限元法分别对天然酯绝缘油和绝缘纸介... 油-纸界面的局部放电是油浸式变压器中油-纸绝缘失效的主要原因之一。文中在多分支流注放电数值模型的基础上进一步考虑油-纸界面的电荷输运特性,构建油-纸绝缘系统中的多分支流注放电模型,并利用有限元法分别对天然酯绝缘油和绝缘纸介电常数配比、针电极与纸板的间距影响下的沿面放电特性进行研究。结果表明,针电极与纸板的间距及绝缘油与绝缘纸的介电常数配比均会显著影响流注分支;针电极与纸板的间距越小,油-纸界面处的流注分支间的抑制越明显,油-纸界面的流注对z-轴流注的影响更显著;当绝缘油介电常数比纸板大时,流注在油中的发展和分支更为显著,反之则流注更易沿纸板表面发展及在油-纸界面聚集电荷。 展开更多
关键词 天然酯绝缘油 放电模型 流注放电 电场 空间电荷 油-纸界面
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10 kV电缆中间接头受潮XLPE-SiR绝缘界面放电演化分析 被引量:8
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作者 黄成龙 赵一枫 +2 位作者 胡冉 刘刚 唐文虎 《广东电力》 北大核心 2024年第6期120-128,共9页
10 kV电缆中间接头交联聚乙烯硅橡胶(XLPE-SiR)绝缘界面在受潮条件下的放电行为严重影响配电网的可靠性,鉴于对绝缘界面放电行为的发展和特征研究较少,分析在受潮条件下10 kV电缆中间接头XLPE-SiR绝缘界面的放电行为,从仿真和试验2个方... 10 kV电缆中间接头交联聚乙烯硅橡胶(XLPE-SiR)绝缘界面在受潮条件下的放电行为严重影响配电网的可靠性,鉴于对绝缘界面放电行为的发展和特征研究较少,分析在受潮条件下10 kV电缆中间接头XLPE-SiR绝缘界面的放电行为,从仿真和试验2个方面验证XLPE-SiR绝缘界面的击穿过程。结果表明:在水分的作用下,XLPE-SiR绝缘界面会出现局部放电,并逐步演变为电弧放电。放电会产生2个影响:一方面引起绝缘材料的热解,形成电痕;另一方面,放电产生的热量导致水蒸发,有效地阻止了绝缘界面处放电的继续。随后,在存在电痕的情况下,进一步研究XLPE-SiR绝缘界面的放电行为。结果表明,当XLPE-SiR绝缘界面存在电痕时,水分的存在会迅速导致绝缘界面击穿。10 kV电缆中间接头绝缘界面受潮直接决定了其绝缘界面放电—短路故障的发展过程,因此在实际电缆中间接头的生产及施工工艺中需要加强防水管控。 展开更多
关键词 电缆中间接头 受潮 XLPE-SiR绝缘界面 局部放电 绝缘界面击穿
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界面湿放电下护套ATH填料析出对绝缘子芯棒酥朽老化的影响 被引量:5
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作者 彭雅楠 李文栋 +3 位作者 曾世胤 张宇程 邓禹 张冠军 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1673-1683,共11页
复合绝缘子中玻璃钢芯棒的酥朽老化现象频繁出现,严重影响了输电线路可靠性。然而,酥朽老化与界面放电的关系尚无明确证据,界面放电下护套粉化对老化的影响仍不明确。文中以内击穿故障而退运绝缘子为参考,搭建了基于界面湿放电的人工加... 复合绝缘子中玻璃钢芯棒的酥朽老化现象频繁出现,严重影响了输电线路可靠性。然而,酥朽老化与界面放电的关系尚无明确证据,界面放电下护套粉化对老化的影响仍不明确。文中以内击穿故障而退运绝缘子为参考,搭建了基于界面湿放电的人工加速老化平台,还原了绝缘子的界面放电和芯棒酥朽老化的发生和发展,并模拟了护套ATH填料析出对于酥朽过程的影响。实验在高湿环境下通过界面放电提供酸性和高温条件,在1000 h的老化过程中,对芯棒样品的微观结构、物理化学性质和泄漏电流进行表征。实验结果表明,多因素环境下的复合绝缘子界面放电会引发芯棒中环氧树脂的分解,最终导致玻璃纤维暴露、断裂,形成酥朽老化。同时,由于界面放电导致的护套ATH填料析出行为虽然会加剧芯棒表面老化;但在长期老化过程中,ATH填料可以部分减缓酥朽老化的深入。硅橡胶护套的耐漏电起痕能力对于减缓芯棒酥朽依然有正向效果,使复合绝缘子拥有一定的自修复性。该研究提供了界面放电引发酥朽老化的实验室基础,有助于监测和理解芯棒老化的发展过程和机理,同时从预防和减缓酥朽老化的角度为护套填料配方提供参考。 展开更多
关键词 复合绝缘子 人工加速老化 芯棒酥朽 界面湿放电 护套填料析出
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GIL支柱绝缘子嵌件-环氧界面缺陷演化过程与放电脆裂机制 被引量:4
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作者 刘智鹏 魏来 +2 位作者 李庆民 薛乃凡 胡琦 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期359-369,共11页
交流GIS/GIL支柱绝缘子在生产、运行过程中其金属嵌件-环氧界面容易引入气隙缺陷,被认为是导致支柱绝缘子炸裂击穿故障的重要诱因。通过设计带有气隙缺陷的支柱绝缘子并搭建炸裂模拟实验平台,研究了绝缘子嵌件-环氧界面缺陷演化与炸裂... 交流GIS/GIL支柱绝缘子在生产、运行过程中其金属嵌件-环氧界面容易引入气隙缺陷,被认为是导致支柱绝缘子炸裂击穿故障的重要诱因。通过设计带有气隙缺陷的支柱绝缘子并搭建炸裂模拟实验平台,研究了绝缘子嵌件-环氧界面缺陷演化与炸裂过程。基于实验研究结果,将支柱绝缘子炸裂过程分为3个特征阶段:裂纹产生与扩展阶段、断裂阶段、炸裂阶段,气隙缺陷引发的局部放电会诱导裂纹的产生与劣化扩展,导致绝缘子在极短的时间内快速断裂并在多次高能电弧冲击下炸裂,呈现脆性断裂的特征。同时,通过实验分析了影响支柱绝缘子炸裂的关键因素,直流电压下绝缘子的炸裂概率比交流电压低10%~20%。进一步构建了电-机械耦合作用下的裂纹扩展相场仿真模型,分析了支柱绝缘子不同炸裂阶段的主导机制。在裂纹的产生与扩展阶段,电势能起到主要作用;在断裂阶段,电势能的作用逐渐减弱,机械势能逐渐增大并起到主导作用,当机械势能达到材料应力临界点时,绝缘子发生脆性炸裂。该研究成果初步揭示了支柱绝缘子气隙缺陷引发的放电脆裂机制,为支柱绝缘子的故障分析及优化设计提供理论基础。 展开更多
关键词 支柱绝缘子 放电脆裂 界面缺陷 缺陷演化 相场仿真
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不同过热故障条件下呋喃分子在油-纸界面扩散行为的分子动力学研究 被引量:1
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作者 徐冉 朱庆东 +2 位作者 李健飞 李华强 王洋 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第2期121-128,共8页
呋喃分子是油浸式变压器局部热故障时绝缘纸裂解的重要特征产物之一,变压器油中呋喃分子含量的检测是评估变压器运行状态的重要离线检测手段。为了明确绝缘纸中呋喃分子向植物油中的扩散过程及其与局部过热故障温度标签的对应关系,采用... 呋喃分子是油浸式变压器局部热故障时绝缘纸裂解的重要特征产物之一,变压器油中呋喃分子含量的检测是评估变压器运行状态的重要离线检测手段。为了明确绝缘纸中呋喃分子向植物油中的扩散过程及其与局部过热故障温度标签的对应关系,采用分子动力学的方法,研究了纳米尺度油-纸界面模型在室温(300 K)、低温过热(500 K)、中温过热(750 K)和高温过热(1000 K)条件下呋喃分子从绝缘纸向植物油中的扩散过程。结果表明:随着温度升高,油-纸绝缘中呋喃分子的扩散系数逐渐增大,而且从绝缘纸中扩散到植物油中的呋喃分子数量与温度密切相关。在300 K与500 K的条件下,鲜有呋喃分子扩散到植物油中;而在750 K和1000 K的条件下,部分呋喃分子扩散入植物油中,且温度越高,扩散到植物油中的呋喃分子数越多。上述仿真结果与油浸式变压器中、高温局部过热故障条件下可检测出呋喃族化合物的经验依据一致。 展开更多
关键词 分子模拟 呋喃 油-纸绝缘 界面 扩散
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计及界面电荷和极性效应的油纸复合绝缘非线性电路等效模型 被引量:4
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作者 黄猛 李怡然 +2 位作者 吴延宇 陈良炯 齐波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3422-3432,共11页
换流变压器是特高压直流输电工程中的关键设备,换流变压器油纸复合绝缘的界面处在直流电压下易积聚电荷,诱发局部放电甚至击穿。当前对于界面电荷的积聚分布,多采用传统的阻容模型进行计算,存在较大的误差。该文提出一种简易的非线性电... 换流变压器是特高压直流输电工程中的关键设备,换流变压器油纸复合绝缘的界面处在直流电压下易积聚电荷,诱发局部放电甚至击穿。当前对于界面电荷的积聚分布,多采用传统的阻容模型进行计算,存在较大的误差。该文提出一种简易的非线性电路等效模型,首先,分别测量变压器油和油浸纸板的电容、电阻参数与极化电流,获得油纸的拓展Debye模型;其次,在拓展Debye模型的基础上,将变压器油和油浸纸板的恒定电阻模型改为随电场变化的非线性模型,并加入反映极性效应的界面势垒限制电流源,以此建立等效模型;最后,将电路等效模型仿真结果与实际测量结果进行对比。结果表明,与实际测量结果相比,该等效模型具有良好的适用性。该文模型为油纸绝缘的电场分布、界面电荷积聚量的计算提供了一种准确度较高的简便方法。 展开更多
关键词 油纸绝缘 界面电荷 界面极化 拓展Debye模型 电路等效模型
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热界面用导热绝缘陶瓷填料的研究进展 被引量:4
13
作者 杨达伟 姚瑶 江霖 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第1期58-71,共14页
兼具高导热和绝缘性的热界面材料是支撑电气设备高效运行,提升其使用寿命的重要基础材料。热界面材料以高分子聚合物为基体,因而其本征导热性能差;通过添加高导热的绝缘陶瓷填料,构建三维导热网络,可以极大地提升聚合物基复合材料的导... 兼具高导热和绝缘性的热界面材料是支撑电气设备高效运行,提升其使用寿命的重要基础材料。热界面材料以高分子聚合物为基体,因而其本征导热性能差;通过添加高导热的绝缘陶瓷填料,构建三维导热网络,可以极大地提升聚合物基复合材料的导热性能。综述了近年来氧化物、氮化物、碳化物以及陶瓷复合填料的研究现状及存在的问题,同时展望了今后高导热陶瓷填料的发展方向与研究重点。 展开更多
关键词 陶瓷填料 热界面 导热 绝缘
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湿热环境下含芯棒-护套界面缺陷复合绝缘子的界面老化机制研究 被引量:6
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作者 谢从珍 李煜 +2 位作者 苟彬 徐华松 杨畅 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第4期72-81,共10页
湿热环境下,含界面缺陷的复合绝缘子更易发生酥朽断裂、界面击穿等严重事故。目前湿热环境下含芯棒-护套界面缺陷复合绝缘子的界面老化机制尚未明确。本文对含有不同界面缺陷的复合绝缘子短样进行湿热老化,对比吸潮与干燥状态下各试样... 湿热环境下,含界面缺陷的复合绝缘子更易发生酥朽断裂、界面击穿等严重事故。目前湿热环境下含芯棒-护套界面缺陷复合绝缘子的界面老化机制尚未明确。本文对含有不同界面缺陷的复合绝缘子短样进行湿热老化,对比吸潮与干燥状态下各试样的温升与放电结果,然后通过解剖观察、微观形貌观察及表面元素与官能团变化分析,研究湿热环境对含界面缺陷复合绝缘子性能的影响。结果表明:绝缘子界面缺陷在湿热作用下会加速绝缘子的老化进程,扩大为界面失效,界面处局部放电与水分杂质的极化损耗会引发异常发热故障,其中金属缺陷引发的温升明显高于其他类型缺陷;随着界面缺陷逐步扩大,环氧树脂由界面向内部发生氧化分解,玻璃纤维大量裸露,进而发生劣化。 展开更多
关键词 复合绝缘子 老化机制 界面问题 湿热老化 玻璃纤维增强塑料芯棒
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交直流输电管道绝缘运行安全关键技术 被引量:6
15
作者 李庆民 薛乃凡 +6 位作者 王媛 魏来 杨睿成 王健 李玄 王昌柱 耿秋钰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1629-1648,I0032,共21页
交直流输电管道具有电压等级高、电磁辐射小、敷设灵活性强等优势,在超特高压输电领域弥补了架空线路和电缆铺设的局限性,具有广泛应用前景。影响输电管道运行安全的首要因素是绝缘故障,而其中两大重要诱因是内部微粒的荷电运动和气固... 交直流输电管道具有电压等级高、电磁辐射小、敷设灵活性强等优势,在超特高压输电领域弥补了架空线路和电缆铺设的局限性,具有广泛应用前景。影响输电管道运行安全的首要因素是绝缘故障,而其中两大重要诱因是内部微粒的荷电运动和气固界面的电荷积聚。该文系统化梳理国内外相关研究,包括微粒运动与电荷积聚的时空交互、微粒与电荷积聚耦合下的放电物理机制、绝缘子性能增强设计方法、微粒抑制技术等。在此基础上总结出亟待解决的两个关键难题以及需要攻克的技术瓶颈。针对荷电微纳粉尘随机动力学特性与其诱发微弱放电的物理机制,在测量基础上须突破粉尘可视化探测瓶颈,并发展粉尘动力学行为仿真方法,以及基于飞秒瞬态光谱特征的放电检测技术。针对基于电荷调控机制的主动式微粒活性抑制理论,须开发新型涂层材料的精准制备与稳定涂覆工艺,提出主动式微粒协同抑制方法,探索智能输电管道全生命周期数字孪生技术。上述问题的有效解决,可为提升交直流输电管道绝缘安全运行水平提供理论基础和技术支撑。 展开更多
关键词 输电管道 金属/非金属微粒 电荷积聚 界面绝缘增强设计 微粒协同抑制
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计及双界面的电缆绝缘水树缺陷时域反射解析模型 被引量:7
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作者 叶源 胡晓 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期55-64,共10页
配电网中中压电缆的敷设条件相对较差,在环境水分和工作电压等因素的共同作用下容易在绝缘中生成水树缺陷,影响电缆绝缘的性能。时域反射法(TDR)可用于检测电缆故障,近来也有研究将其用于检测电缆绝缘局部缺陷,但检测结果与绝缘缺陷情... 配电网中中压电缆的敷设条件相对较差,在环境水分和工作电压等因素的共同作用下容易在绝缘中生成水树缺陷,影响电缆绝缘的性能。时域反射法(TDR)可用于检测电缆故障,近来也有研究将其用于检测电缆绝缘局部缺陷,但检测结果与绝缘缺陷情况的关联尚不明晰。针对此问题,该文基于等效电路原理推导了同轴绝缘含水树缺陷时的等效介电常数,在此基础上结合传输线理论建立计及双界面反射的时域解析模型,可用于分析与预测电缆绝缘局部存在水树缺陷时TDR实验的反射波形。通过制作含模拟水树的电缆试样并进行TDR实验,考察了模拟水树缺陷的含水量、缺陷段长度和电导率等因素对TDR实验结果的影响。结果显示,模拟水树的TDR实验结果与解析模型的计算结果具有较好的对应性,初步验证了该模型用于分析与预测电缆绝缘局部缺陷反射特性的有效性。预期该解析模型有助于为TDR在电缆绝缘水树检测中的应用提供参考。 展开更多
关键词 电力电缆 绝缘老化 水树 有限元 时域反射 双界面
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防钛火隔热层抗开裂界面粗糙化设计制备研究
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作者 王斯佳 石秋生 +2 位作者 李广荣 刘梅军 杨冠军 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期935-943,共9页
钛合金在航空发动机中应用广泛,但它们在遇到剧烈冲击、摩擦等极端情况时易发生钛火,继而引起整台发动机着火,造成严重后果。在钛合金表面涂覆阻燃涂层是目前解决钛火问题的主要方法之一。然而,阻燃涂层是由陶瓷隔热层与金属基可磨耗面... 钛合金在航空发动机中应用广泛,但它们在遇到剧烈冲击、摩擦等极端情况时易发生钛火,继而引起整台发动机着火,造成严重后果。在钛合金表面涂覆阻燃涂层是目前解决钛火问题的主要方法之一。然而,阻燃涂层是由陶瓷隔热层与金属基可磨耗面层组成的多层复合结构,在服役过程中,陶瓷/金属异质界面常发生剥落失效。基于此,主要开展陶瓷隔热层表面粗糙化设计,提升涂层抗开裂能力。首先,为确定喷涂工艺对粉末熔化程度的影响规律,采用模拟与试验相结合的方法,研究了空心与实心两种YSZ粉末粒子在等离子束流内的加热加速过程,明确了调控粉末熔化状态的控制参数,试验沉积单个扁平粒子验证了模拟结果的合理性。其次,开展了陶瓷隔热层表面形貌调控研究。基于模拟结果,确定隔热层主体应采用高功率,以保证粉末充分熔化;表面粗化层采用较低功率以获得半熔化态氧化锆球壳,从而制备得到表面具有较大粗糙度、内部具有良好隔热防钛火功能的新型隔热层结构。涂层表面的粗糙化设计,有利于提高金属陶瓷的异质界面结合强度,支撑涂层的长寿命防护。 展开更多
关键词 隔热陶瓷层 金属基可磨耗封严涂层 界面结合 界面粗糙化 抗开裂设计
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绝缘垫片缺陷对射频电缆电场分布影响的研究
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作者 周歧斌 单威 +3 位作者 边晓燕 谌云峰 吴勇 赵信翔 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第9期88-96,共9页
大功率空气绝缘射频同轴电缆在物联网等领域具有广阔的应用前景,研究其重要的绝缘部件——绝缘垫片在常见缺陷存在下的电场分布情况对射频同轴电缆安全稳定运行具有重要意义。首先,建立包含内外导体和绝缘垫片的射频同轴电缆数值模型并... 大功率空气绝缘射频同轴电缆在物联网等领域具有广阔的应用前景,研究其重要的绝缘部件——绝缘垫片在常见缺陷存在下的电场分布情况对射频同轴电缆安全稳定运行具有重要意义。首先,建立包含内外导体和绝缘垫片的射频同轴电缆数值模型并在有限元软件中搭建其静电场仿真模型,通过试验验证了该模型的准确性;其次,基于所搭建的模型调节缺陷的形态、位置参数研究内部气泡、表面异物和界面缺陷对绝缘垫片电场分布的影响,并与无缺陷时的电场强度仿真结果进行比较。结果表明:绝缘垫片电场分布与内部气泡形态有关,并且距离内导体越近,电场畸变越严重;表面异物的尺寸、位置、排列方式都会影响电场分布,其中导电颗粒对电场的影响比沙粒大;界面缺陷对电场的影响程度与缺陷厚度成负相关,与缺陷深度成正相关。综上,3种缺陷中导致电场畸变最严重的缺陷是表面异物,其次是界面缺陷。 展开更多
关键词 射频同轴电缆 空气绝缘 绝缘垫片 内部气泡 表面异物 界面缺陷
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聚合物纳米复合电介质的界面性能研究进展 被引量:64
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作者 罗杨 吴广宁 +3 位作者 彭佳 张依强 徐慧慧 王鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2455-2464,共10页
聚合物纳米电介质以其优异的性能而受到广泛关注,其中聚合物基体与纳米粒子间的界面作用机理成为研究热点。为此,综合国内外研究成果,论述了聚合物纳米电介质中界面区域的重要性,并从界面化学结构、物理结构模型、机械(力学)性能、热力... 聚合物纳米电介质以其优异的性能而受到广泛关注,其中聚合物基体与纳米粒子间的界面作用机理成为研究热点。为此,综合国内外研究成果,论述了聚合物纳米电介质中界面区域的重要性,并从界面化学结构、物理结构模型、机械(力学)性能、热力学性能等方面强调了界面区域在电气绝缘性能中的作用机理。界面是纳米填充物与聚合基体之间的纳米级过渡区域,由于其独特的形成机理,其具有与聚合物基体和纳米填充物不一致的理化性质。界面在复合材料中占有主导地位,其微观结构及性能将直接影响复合材料的宏观性能。 展开更多
关键词 纳米电介质 界面 复合材料 绝缘性能 陷阱 微观结构
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高湿热地区高温发热复合绝缘子分析 被引量:33
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作者 彭向阳 黄振 +4 位作者 张中浩 聂章翔 余欣 杨贤 王黎明 《智慧电力》 北大核心 2019年第8期83-90,共8页
为查明高湿热地区一批复合绝缘子高温发热的原因,对缺陷绝缘子样品开展了材料检测、电气试验分析,对绝缘子电场分布进行计算。实验和仿真结果表明,该批高温发热绝缘子的高压端芯棒表面蚀损严重,电气参数发生变化,导致电场强度增大进而... 为查明高湿热地区一批复合绝缘子高温发热的原因,对缺陷绝缘子样品开展了材料检测、电气试验分析,对绝缘子电场分布进行计算。实验和仿真结果表明,该批高温发热绝缘子的高压端芯棒表面蚀损严重,电气参数发生变化,导致电场强度增大进而加剧局部放电过程。综合材料、电气实验分析指出,该批绝缘子界面粘接性能较差,水分入侵导致界面化学键水解,从而产生脱粘缺陷是该批次绝缘子出现缺陷的主要原因。 展开更多
关键词 复合绝缘子 高温发热 蚀损 界面
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