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直流电压下复合绝缘子表面电荷积污特性仿真研究
1
作者 房博一 刘彬 +4 位作者 刘金 王贵山 黄聪 黄萍 杨国婷 《绝缘材料》 北大核心 2025年第9期129-139,共11页
为研究复合绝缘子的积污特性,以FZSMW-75/8-Z型支柱复合绝缘子为研究对象,利用COMSOL软件对不同污秽情况下的绝缘子表面积聚特性进行数值模拟仿真研究。运用控制变量法分析不同污秽颗粒电导率、直径、浓度和不同风速下的表面电荷密度,... 为研究复合绝缘子的积污特性,以FZSMW-75/8-Z型支柱复合绝缘子为研究对象,利用COMSOL软件对不同污秽情况下的绝缘子表面积聚特性进行数值模拟仿真研究。运用控制变量法分析不同污秽颗粒电导率、直径、浓度和不同风速下的表面电荷密度,通过等效电导率解释了表面电荷密度分布现象。结果表明:当风速一定时,伞裙表面电荷密度与污秽颗粒的电导率、直径、浓度成正比,任一影响因素数值增大均可以增加伞裙单元域内的污秽颗粒数量和电导率;当污秽颗粒参数一定时,伞裙表面电荷密度与风速成正比,风速越大,作用在污秽颗粒的气流曳力也越大,导致更多的污秽颗粒粘附在伞裙表面。当伞裙单元域污秽颗粒增多时,污秽层等效电导率增大,伞裙表面电荷密度也增大。 展开更多
关键词 污秽颗粒 复合绝缘子 控制变量法 表面电荷密度
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疏水涂层对硅橡胶表面电荷积聚特性的影响研究
2
作者 南天 梁杰 +5 位作者 刘志源 杨明祥 王科祖 胡德雄 郭陆 汪沨 《绝缘材料》 北大核心 2025年第7期26-33,共8页
为了研究疏水涂层对硅橡胶表面电荷积聚特性的影响,本文以疏水气相二氧化硅(SiO_(2))颗粒为填料制备疏水涂层,然后利用静电容探头测量了正极性和负极性电晕下表面涂覆不同含量SiO_(2)颗粒疏水涂层的硅橡胶表面电荷分布情况,并测试了涂... 为了研究疏水涂层对硅橡胶表面电荷积聚特性的影响,本文以疏水气相二氧化硅(SiO_(2))颗粒为填料制备疏水涂层,然后利用静电容探头测量了正极性和负极性电晕下表面涂覆不同含量SiO_(2)颗粒疏水涂层的硅橡胶表面电荷分布情况,并测试了涂覆不同含量SiO_(2)颗粒疏水涂层的硅橡胶表面微观形貌、静态接触角、表面电阻率和直流沿面闪络电压。结果表明:硅橡胶表面的静态接触角随着疏水涂层中SiO_(2)颗粒含量的增加而增大。然而,表面涂覆疏水涂层会加剧硅橡胶表面电荷积聚的严重程度,当疏水涂层中SiO_(2)颗粒的质量分数为2%、6%、10%时,硅橡胶表面积聚的最大表面电荷密度分别增加了5.03%、20.11%、24.06%,并且导致硅橡胶表面电阻率和直流沿面闪络电压下降。分析认为疏水涂层表面会产生更多间隙和孔洞,从而促进对电荷的捕捉和吸附,使得电荷难以消散。 展开更多
关键词 硅橡胶 疏水涂层 表面电荷 积聚特性 沿面闪络
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不同表面电荷和粒径的脂质纳米颗粒在小鼠体内的生物分布
3
作者 邢欢纯 郭帅 +4 位作者 曹文缤 王淋 芦逵 王永安 杨军 《中国药理学与毒理学杂志》 北大核心 2025年第6期425-431,共7页
目的探索不同表面电荷和粒径的脂质纳米颗粒(LNP)在小鼠体内的生物分布。方法通过微流控制备LNP,在组分中分别添加正电荷磷脂、负电荷磷脂、可电离磷脂和中性电荷磷脂制备相应表面电荷的LNP;以聚乙二醇(PEG)修饰实现LNP粒径的调控;采用... 目的探索不同表面电荷和粒径的脂质纳米颗粒(LNP)在小鼠体内的生物分布。方法通过微流控制备LNP,在组分中分别添加正电荷磷脂、负电荷磷脂、可电离磷脂和中性电荷磷脂制备相应表面电荷的LNP;以聚乙二醇(PEG)修饰实现LNP粒径的调控;采用动态光散射法(DLS)和透射电镜(TEM)检测LNP粒径,电位分析仪检测LNP表面电荷。用荧光染料标记LNP,小鼠分别尾静脉注射LNP 0.625μmol·kg^(-1)后分别在1、4、12和24 h收集脑、心、肝、脾、肺和肾,采用活体成像系统检测小鼠各器官荧光表达以反映LNP在小鼠不同器官的分布量。结果粒径检测结果显示,除无PEG修饰的可电离脂质纳米颗粒(LNP-MC3)外,无PEG修饰的正电荷脂质纳米颗粒(LNP-Pos)、PEG修饰的正电荷纳米颗粒(LNP-Pos-P)、PEG修饰的中性电荷纳米颗粒(LNP-Neu-P)、PEG修饰的可电离纳米颗粒(LNP-MC3-P)和PEG修饰的负电荷纳米颗粒(LNP-Neg-P)的粒径均<200 nm。电位分析仪检测结果显示,LNP表面电荷由正至负依次为LNP-Pos、LNPPos-P、LNP-MC3-P、LNP-Neu-P、LNP-MC3和LNP-Neg-P。活体成像检测结果表明,LNP-Pos-P、LNPPos和LNP-MC3-P均主要依次分布在肝、肺和肾;LNP-Neu-P和LNP-Neg-P均主要依次分布在肝、肾和肺。LNP-MC3-P尾静脉注射后12 h在小鼠脑、心、脾和肾中分布达最高,24 h肝中达最高;LNP-Pos-P尾静脉注射后1 h仅在肺中达最高。结论LNP的第一分布器官均为肝;表面电荷可影响第二分布器官,LNPPos-P和LNP-MC3-P的第二分布器官为肺,LNP-Neu-P和LNP-Neg-P的第二分布器官为肾。 展开更多
关键词 脂质纳米颗粒 微流控 粒径 表面电荷 生物分布
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缩比套管芯体及环氧玻璃筒表面电荷演化特性
4
作者 周远翔 杜世玮 +3 位作者 白正 戚国庆 谢雄杰 刘泰蔚 《高电压技术》 北大核心 2025年第9期4674-4685,共12页
电容芯子-SF_(6)复合绝缘套管广泛应用于特高压工程,在直流强法向分量的电场中,套管多层绝缘界面易积聚表面电荷,畸变附近的电场,成为闪络事故诱因,威胁套管的安全可靠运行。该文设计了环氧芯体-气体套管试验模型,搭建测量套管模型表面... 电容芯子-SF_(6)复合绝缘套管广泛应用于特高压工程,在直流强法向分量的电场中,套管多层绝缘界面易积聚表面电荷,畸变附近的电场,成为闪络事故诱因,威胁套管的安全可靠运行。该文设计了环氧芯体-气体套管试验模型,搭建测量套管模型表面电位试验平台,测试套管模型的电容芯体表面和环氧玻璃筒内壁在不同电压和极化时间下的表面电位分布,在此基础上对表面电位数据进行时间尺度对齐和去噪处理,通过反演算法得到表面电荷分布。结果表明:套管电容芯体表面主要为负电荷,固体侧传导是电荷积聚的主要来源,由于材料的不均匀,零散的块状正极性电荷在表面积聚。环氧玻璃筒内壁表面存在螺旋状正负电荷积聚,伴随气体电离形成的电荷斑,造成局部的电场集中和绝缘薄弱点。芯体末端的负电荷和环氧玻璃筒的正电荷会增加气体绝缘压力,产生径向电场畸变。本文可为实际真型套管运行中可能存在的安全隐患提供了试验依据和理论基础。 展开更多
关键词 穿墙套管 缩比套管 表面电荷 反演算法 积聚
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GIL三支柱绝缘子表面电荷积聚特性
5
作者 黎卫国 张长虹 +3 位作者 杨旭 李明洋 齐波 高春嘉 《高压电器》 北大核心 2025年第1期189-196,共8页
表面电荷积聚特性主要集中在平板试样、盆式绝缘子,对GIL设备用三支柱绝缘子表面电荷积聚特性鲜有报道。文中以实际550 kV GIL三支柱绝缘子为试品,建立三支柱绝缘子三维测量试验平台,采用电容探头法,改变电压幅值、加压时间、粗糙度,试... 表面电荷积聚特性主要集中在平板试样、盆式绝缘子,对GIL设备用三支柱绝缘子表面电荷积聚特性鲜有报道。文中以实际550 kV GIL三支柱绝缘子为试品,建立三支柱绝缘子三维测量试验平台,采用电容探头法,改变电压幅值、加压时间、粗糙度,试验获取三支柱绝缘子表面电荷积聚规律。结果表明:交流电压作用下GIL三支柱绝缘子支柱区域积聚的电荷密度较小,而腹部区域积聚的电荷密度较大;提高试验电压幅值、延长试验电压作用时间、增大支柱绝缘子表面粗糙度,均可增加GIL三支柱绝缘子表面电荷密度;一定条件下,交流电压下随着表面电荷的积聚,500 kV三支柱绝缘子沿面闪络电压减小约9.6%。文中研究可为GIL设备三支柱绝缘子设计优化及设备运维提供一种解决问题的思路。 展开更多
关键词 气体绝缘金属封闭输电线路(GIL) 交流电压 三支柱绝缘子 表面电荷 积聚特性 分布特性
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考虑静态金属微粒下的直流GIL绝缘子表面电荷仿真:微放电下的离散电荷斑
6
作者 贾博文 王哲铭 +3 位作者 王耀港 杨华 许红运 卢武 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1080-1091,共12页
气体绝缘输电线路(gas insulated transmission line,GIL)在生产、运输、安装及运行过程中,不可避免地会受到金属微粒的污染,影响绝缘子表面电荷积聚,严重降低其绝缘水平。为此在考虑气体侧带电粒子产生、复合和迁移等物理过程的基础上... 气体绝缘输电线路(gas insulated transmission line,GIL)在生产、运输、安装及运行过程中,不可避免地会受到金属微粒的污染,影响绝缘子表面电荷积聚,严重降低其绝缘水平。为此在考虑气体侧带电粒子产生、复合和迁移等物理过程的基础上,额外考虑了金属微粒及其微放电的影响,建立了气体侧电荷注入为主导因素的直流GIL气-固界面电荷积聚的时变三维模型,并对中心电极附着金属微粒的GIL几何模型中电荷积聚进行了数值计算。仿真结果表明:金属微粒的存在会畸变周围的电场分布并改变绝缘子表面电荷分布;在理想条件下绝缘子气-固界面电荷主要以电晕形态分布,当中心电极上附着金属微粒时,会促进绝缘子表面电荷积聚进程以及双极性离散电荷斑的出现;此外,金属微粒正下方绝缘子区域的平均电荷密度与无金属微粒的相比要小约10.4%;另外,经对绝缘子表面法向电场特征的对比分析,发现金属微粒的存在会导致表面法向电场不均匀分布。 展开更多
关键词 GIL 金属微粒 表面电荷 数值模拟 局部放电
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不同主导机制下考虑表面陷阱效应的直流GIL绝缘子表面电荷积聚特性
7
作者 王耀港 王哲铭 +4 位作者 李珂 贾博文 杨华 晏武 卢武 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第7期983-994,共12页
现有气-固界面电荷积聚数学模型难以解释部分微观机理,亟需完善.根据绝缘界面的双极性电荷输运原理,提出一种包含非平衡载流子入陷、脱陷等机制的气-固界面电荷传输模型,并将其纳入直流气体绝缘金属封闭输电线路(DC GIL)绝缘子表面电荷... 现有气-固界面电荷积聚数学模型难以解释部分微观机理,亟需完善.根据绝缘界面的双极性电荷输运原理,提出一种包含非平衡载流子入陷、脱陷等机制的气-固界面电荷传输模型,并将其纳入直流气体绝缘金属封闭输电线路(DC GIL)绝缘子表面电荷积聚的三维仿真案例中.在此基础上,分别对气体侧电荷和固体侧电荷占主导情况下的表面电荷积聚进行数值计算.结果表明:在固体侧电荷主导的电荷积聚进程中,绝缘子表面出现晕状电荷和单极性点电荷,并且随着通电时间的增加,单极性点电荷的数量增多,分布区域增大;当气体侧电荷占主导时,出现晕状电荷及单极性点电荷,后期还存在成对的双极性离散电荷斑.在与部分实验现象形成良好对照的前提下,对仿真结果进行机制分析,研究结果可加深理解表面陷阱效应对电荷积聚特性影响. 展开更多
关键词 直流气体绝缘线路 仿真研究 表面电荷 充电模式 表面陷阱
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环氧树脂直流预闪络时刻的表面电荷分布特性及其对闪络特性的影响
8
作者 占小猛 贺永明 +4 位作者 魏建巍 李丽娜 王刚 何春天 金保生 《绝缘材料》 北大核心 2025年第7期16-25,共10页
掌握直流预闪络时刻表面电荷分布规律对理清电荷诱发闪络的内在机制至关重要。本文基于平板绝缘结构研究了环氧树脂直流预闪络时刻的表面电荷分布特性及其对闪络电压幅值的影响。分别在试样表面有无预置电荷两种测试条件下获取了外施电... 掌握直流预闪络时刻表面电荷分布规律对理清电荷诱发闪络的内在机制至关重要。本文基于平板绝缘结构研究了环氧树脂直流预闪络时刻的表面电荷分布特性及其对闪络电压幅值的影响。分别在试样表面有无预置电荷两种测试条件下获取了外施电压升高至闪络发生过程中的表面电荷动态分布,并通过引入SiC环氧复合涂层来改变试样表面状态以对比分析闪络触发过程中的电荷主导积聚方式和临近闪络发生时的电荷积聚模式。结果表明:外施电压升高至闪络发生过程中试样表面以同极性电荷积聚为主,且电荷积聚模式在闪络触发过程中呈现从微电荷区向电荷激增区的过渡现象,临近闪络发生时同极性电荷几乎占据整个试样表面,而预置电荷则主要通过改变预闪络时刻的同极性电荷积聚量来影响闪络电压幅值。 展开更多
关键词 直流GIS 沿面闪络 表面电荷动态分布 预闪络时刻 环氧树脂
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直流电压下陶瓷绝缘材料的表面电荷积聚与消散特性
9
作者 张豪峰 刘卓 +4 位作者 罗兵 肖微 钟正 王佳曦 王希林 《陶瓷学报》 北大核心 2025年第3期530-538,共9页
表面电荷积聚容易引发沿面闪络事故。对于直流电压下DC-GIS、DC-GIL的盆式绝缘子和特高压直流穿墙套管支柱绝缘子表面的电荷积聚问题,已有研究主要集中在环氧树脂、聚四氟乙烯等聚合物在直流下的气固界面电荷积聚规律上,缺乏针对陶瓷自... 表面电荷积聚容易引发沿面闪络事故。对于直流电压下DC-GIS、DC-GIL的盆式绝缘子和特高压直流穿墙套管支柱绝缘子表面的电荷积聚问题,已有研究主要集中在环氧树脂、聚四氟乙烯等聚合物在直流下的气固界面电荷积聚规律上,缺乏针对陶瓷自身特性的研究,这限制了陶瓷绝缘材料的应用。为明确陶瓷表面电荷积聚和消散的机理,建立陶瓷材料在直流电场下的电荷积聚和消散模型,通过针—板电极向试样表面注入电荷,采用静电探头法对Al_(2)O_(3)、AlN、Si_(3)N_(4)三种陶瓷材料的表面电荷密度进行了测试,并用等温表面电位衰减法分析其陷阱分布特性。测试结果表明:三种陶瓷表面均积聚与外加电压相同极性的电荷,电荷密度以注入点为中心沿径向降低。中心积聚电荷密度的排序为:低湿度下,Si_(3)N_(4)>Al_(2)O_(3)>AlN;高湿度下,Al_(2)O_(3)>Si_(3)N_(4)>AlN。撤去外加电压后的表面电荷消散是表面消散和体消散共同作用的结果,消散速度的排序为:AlN>Si_(3)N_(4)>Al_(2)O_(3)。根据等温表面电位衰减模型分析,AlN内陷阱以浅陷阱为主,而Al_(2)O_(3)和Si_(3)N_(4)内陷阱以深陷阱为主。 展开更多
关键词 Al_(2)O_(3)陶瓷 ALN陶瓷 Si_(3)N_(4)陶瓷 表面电荷
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直流电压下GIS盆式绝缘子表面电荷及电场分布特性仿真研究 被引量：4
10
作者 罗传仙 邱虎 +5 位作者 孙亚辉 文豪 程立丰 罗子秋 张晓星 郭世瑞 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期101-110,共10页
GIS中盆式绝缘子表面在外施直流电压时会积聚大量电荷使得沿面闪络电压大幅降低,从而引发一系列电气设备故障。基于上述问题,文中分析了盆式绝缘子表面电荷的来源与传导途径,采用有限元仿真计算方法构建了二维轴对称仿真模型以及设定相... GIS中盆式绝缘子表面在外施直流电压时会积聚大量电荷使得沿面闪络电压大幅降低,从而引发一系列电气设备故障。基于上述问题,文中分析了盆式绝缘子表面电荷的来源与传导途径,采用有限元仿真计算方法构建了二维轴对称仿真模型以及设定相关参数,研究了电压极性、不同电压幅值以及电压极性反转对盆式绝缘子表面电荷分布的影响。结果表明,在直流电压下,凹面主要积聚与外施直流电压极性相反的电荷,凸面主要积聚与直流电压极性相同的电荷,且凹面积聚的电荷密度更大;在极性反转后-100 kV直流电压下,盆式绝缘子表面原先积聚的电荷密度呈现先增大后逐渐减小的趋势,随后转换极性并达到饱和,电场在靠近高压端以及盆式绝缘子沿面0~20 mm处的畸变程度较为明显。电场在盆式绝缘子表面电荷极性发生变化前出现峰值,相比较电荷达到饱和状态,此时盆式绝缘子凹面最大场强增加46%,凸面最大场强增加5.4%。该研究可为直流电压下盆式绝缘子表面电荷分布特性提供指导。 展开更多
关键词 表面电荷分布 盆式绝缘子 直流GIS 电荷积聚
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ZnO形貌及粒径对EP复合材料表面电荷传输及沿面闪络性能的影响 被引量：6
11
作者 尹国华 段祺君 +4 位作者 邵帅 夏国巍 李经纬 钟昱尧 谢庆 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第3期50-57,共8页
无机填料的形貌及粒径是影响环氧树脂(EP)复合材料沿面耐压性能的关键因素。本研究采用ZnO纳米纤维和不同粒径的颗粒状ZnO掺杂改性环氧树脂制备EP复合材料,并对复合材料进行了直流沿面闪络性能与电荷消散速率测试。结果表明:ZnO填料掺... 无机填料的形貌及粒径是影响环氧树脂(EP)复合材料沿面耐压性能的关键因素。本研究采用ZnO纳米纤维和不同粒径的颗粒状ZnO掺杂改性环氧树脂制备EP复合材料,并对复合材料进行了直流沿面闪络性能与电荷消散速率测试。结果表明:ZnO填料掺杂能有效提升EP复合材料的闪络电压,其中纤维状ZnO填料的提升效果要明显优于颗粒状ZnO填料,颗粒状ZnO/EP复合材料的闪络电压随填料粒径的减小呈现上升趋势。当ZnO纳米纤维的质量分数为15%时,EP复合材料的闪络电压相比纯EP提高了27.1%。构建了有限元仿真模型,计算结果表明纤维状ZnO使得EP内部电场非均匀系数提升,提高了复合材料的电流密度。 展开更多
关键词 环氧树脂 氧化锌 形貌粒径 沿面闪络 表面电荷
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澜沧江中下游泥沙微表面电荷特性与磷吸附关系研究 被引量：1
12
作者 韩宜迪 傅开道 +1 位作者 朱玘 张年 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期817-826,共10页
河流泥沙是水生态系统生源要素的重要附着载体,其微形貌及电荷特性直接关系着泥沙对溶解态营养盐或污染物的吸附能力。本研究选取澜沧江中下游干流及主要支流为考察对象,采集28个河流水库断面的悬移质泥沙,采用原子力显微镜测定泥沙微... 河流泥沙是水生态系统生源要素的重要附着载体,其微形貌及电荷特性直接关系着泥沙对溶解态营养盐或污染物的吸附能力。本研究选取澜沧江中下游干流及主要支流为考察对象,采集28个河流水库断面的悬移质泥沙,采用原子力显微镜测定泥沙微表面电荷量,探究澜沧江泥沙的微表面电荷性质,研究纳米尺度下泥沙的微表面特性。研究结果表明:(1)微观界面,形貌对表面电荷分布影响明显,在纳米尺度下电势图与相位差图均展现出明显非均匀分布特征;(2)在流域分布上,不同区域表面电荷存在较大差异,流域沿程变化对泥沙表面电荷产生重要影响,总体变化呈现先减小后增大的趋势,表面电势值变化范围为-201.47~35.34 mV,表面电荷密度范围为0.07~3.65 mC/m^(2),不同区域电荷特性差别明显;(3)在梯级水电筑坝影响下,坝上坝下泥沙颗粒电势差与水库库容存在较好的线性相关关系,相关系数为0.8214,且坝下电势普遍高于坝上区域;(4)泥沙表面电势与磷吸附之间具有较强相关性,其相关系数为0.6657,同时表现出较好的线性拟合关系。研究结论对深入理解水电大坝建设对流域内污染物的迁移转化及解释泥沙的表面电性特征与污染物的吸附解吸机制具有重要科学意义,同时也可为流域水沙环境调控提供理论依据。 展开更多
关键词 澜沧江 河流泥沙 表面电势 表面电荷密度 原子力显微镜
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外部环境温度与内部气压对HVDC GIL表面电荷积聚的影响 被引量：4
13
作者 张雨啸 张磊 唐忠 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第9期80-87,共8页
盆式绝缘子的表面电荷积聚是制约高压直流GIL发展的重要因素之一,而GIL内部热传递过程会加剧表面电荷的积聚进程。本文建立了电荷积聚的电-热场耦合数学模型,模拟了不同外部环境温度和内部气体压力下高压直流GIL内部温度随时间的变化情... 盆式绝缘子的表面电荷积聚是制约高压直流GIL发展的重要因素之一,而GIL内部热传递过程会加剧表面电荷的积聚进程。本文建立了电荷积聚的电-热场耦合数学模型,模拟了不同外部环境温度和内部气体压力下高压直流GIL内部温度随时间的变化情况,进一步研究了外部环境温度恒定及时变情况下的表面电荷积聚特征,并分析了其对表面电荷积聚的影响。结果表明:在外部环境温度为恒定值的情况下,外部温度每升高10℃,绝缘子表面的稳态温度会升高9.2%以上,绝缘子的稳态表面电荷密度也会因此增加17.3%以上。当考虑到外部环境温度随时间变化时,绝缘子表面的温度在持续上升一段时间后,最终会在特定温度范围内波动,此时绝缘子表面电荷密度与外部环境平均温度下的表面电荷密度值近似相等。此外,绝缘子的表面温度和电荷密度会随着气压的升高而减小。研究结果有望为直流GIL的设计和运行提供参考,从而提高直流GIL运行的安全性和稳定性。 展开更多
关键词 盆式绝缘子 高压直流GIL 表面电荷积聚 温度分布 电-热耦合 有限元仿真 多物理场 SF_(6)
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葡萄糖衍生多孔碳的表面电荷调控与电吸附Cd^(2+)性能
14
作者 覃玲霜 刘醒 邓立波 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期18-25,共8页
电容去离子(CDI)是一种基于静电吸附的脱盐技术,由于其操作简便、能耗低、无二次污染等优点,有望用于冶金、电镀等行业所产生的废水中Cd^(2+)的去除。目前限制其发展的关键难题在于电极材料对Cd^(2+)的吸附容量较低。以葡萄糖为碳源,以... 电容去离子(CDI)是一种基于静电吸附的脱盐技术,由于其操作简便、能耗低、无二次污染等优点,有望用于冶金、电镀等行业所产生的废水中Cd^(2+)的去除。目前限制其发展的关键难题在于电极材料对Cd^(2+)的吸附容量较低。以葡萄糖为碳源,以硫脲与硫粉为掺杂剂,通过高温碳化制备了S、N共掺杂的多孔碳材料。以所制备的碳材料为电极组装了CDI系统,测试了其电吸附Cd^(2+)的性能。以相同的电极材料组装的对称型CDI系统在1.2 V下对Cd^(2+)的吸附容量达到53 mg·g^(-1)。进一步研究发现,S、N掺杂使碳材料表面带有负电荷,因此,以其为阴极、电中性的商业活性炭YP-50F为阳极组装的非对称CDI系统的吸附容量达到88.37 mg·g^(-1),比对称体系高66.73%;而且经过七次吸-脱附循环后,容量保持率也由对称体系的62.2%提升至81.5%。通过XPS分析证明电极去除Cd^(2+)的机理为双电层与碳材料表面官能团络合的协同作用。本工作所开发的高性能多孔碳电极及非对称电极的匹配策略有望推动CDI技术在Cd^(2+)及其他重金属废水治理领域的应用。 展开更多
关键词 电容去离子 葡萄糖 多孔碳 镉离子 表面电荷
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高压直流GIL中盆式绝缘子表面电荷积聚与消散的实验研究 被引量：59
15
作者 张贵新 张博雅 +1 位作者 王强 李金忠 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1430-1436,共7页
研究直流电压下绝缘子表面电荷积聚及其抑制措施,是开发直流气体绝缘管道输电线路(GIL)的一项关键技术。因此建立了一套盆式绝缘子表面电荷测量系统,采用静电探头法,在空气中对施加了直流电压后的环氧树脂盆式绝缘子进行了表面电位的测... 研究直流电压下绝缘子表面电荷积聚及其抑制措施,是开发直流气体绝缘管道输电线路(GIL)的一项关键技术。因此建立了一套盆式绝缘子表面电荷测量系统,采用静电探头法,在空气中对施加了直流电压后的环氧树脂盆式绝缘子进行了表面电位的测量,研究了不同极性、不同幅值电压以及极性反转情况下表面电荷的积聚现象,并对表面电荷的消散进行了测量。实验结果表明:绝缘子表面电荷分布与所施电压极性密切相关;在0.5 MPa空气中,随着施加电压幅值(+40^+70 kV)增加,绝缘子表面电荷急剧增加(负电位最大处从-200 V增加到-3 000 V);在0.5 MPa空气中,先后施加+70 kV及-40 kV电压,绝缘子局部表面电荷激增现象明显(正电位最大处由500 V增大到超过2 500 V);在0.1 MPa空气中施加+40 kV电压,在0~300 min内,绝缘子表面电荷消散近似指数衰减过程,时间常数约为104 s数量级。 展开更多
关键词 高压直流 GIL 表面电荷 盆式绝缘子 积聚 消散 静电探头
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SF_6中绝缘子表面电荷积聚及其对直流GIL闪络特性的影响 被引量：65
16
作者 张博雅 王强 +1 位作者 张贵新 李金忠 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1481-1487,共7页
随着中国特高压直流输电工程建设进程的逐渐加快,直流气体绝缘输电线路(GIL)的需求日益迫切,对GIL在特高压直流下一些关键问题的研究显得至关重要。因此针对直流电压下GIL中盆式绝缘子表面电荷积聚问题展开研究,建立了一套基于静电探头... 随着中国特高压直流输电工程建设进程的逐渐加快,直流气体绝缘输电线路(GIL)的需求日益迫切,对GIL在特高压直流下一些关键问题的研究显得至关重要。因此针对直流电压下GIL中盆式绝缘子表面电荷积聚问题展开研究,建立了一套基于静电探头法的表面电荷测量系统,研究了在SF6气体环境中,不同电压幅值和电压极性反转情况下绝缘子表面电荷的积聚规律。同时,在特高压直流GIL试验单元上进行了直流闪络试验,研究了绝缘子表面电荷积聚对直流闪络特性的影响。研究结果表明:在0.5 MPa的SF6中,绝缘子表面主要积聚与所加直流电压极性相反的电荷,这种电荷分布将增大绝缘子表面与中心电极间的局部场强,并将进一步导致绝缘子闪络;GIL中盆式绝缘子的直流耐受电压仅为交流耐受电压的64%左右。该研究为GIL中盆式绝缘子在直流电压下闪络电压下降提供了一种可能的解释。 展开更多
关键词 表面电荷 绝缘子 SF6 气体绝缘 GIL 特高压直流 闪络 静电探头
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SF_6及空气中绝缘子表面电荷的消散过程分析 被引量：46
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作者 王蓓 张贵新 +2 位作者 王强 李金忠 汤浩 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期99-103,共5页
为了研究绝缘子表面电荷消散的规律,建立了一套表面电荷测量装置,可以测量不同气体中、不同气压下盆式绝缘子的表面电荷分布。采用的测量方法为电容探头法。针对盆式绝缘子的两种典型应用环境,即0.1MPa的空气环境及GIS/GIL中0.5MPa的SF... 为了研究绝缘子表面电荷消散的规律,建立了一套表面电荷测量装置,可以测量不同气体中、不同气压下盆式绝缘子的表面电荷分布。采用的测量方法为电容探头法。针对盆式绝缘子的两种典型应用环境,即0.1MPa的空气环境及GIS/GIL中0.5MPa的SF6气体环境,实验测量了0.1MPa的空气中和0.5MPa的SF6中绝缘子表面电荷的消散过程。实验测得绝缘子表面电荷的消散过程近似呈指数衰减过程,时间常数是104 s数量级。结合实验结果,对绝缘子表面电荷消散的3种途径进行了分析,认为表面电荷主要通过绝缘子内部消散,且消散速率与绝缘子的体积电阻率和表面电阻率有关。 展开更多
关键词 表面电荷 电荷消散 SF6 电荷消散途径 体积电阻率 表面电阻率
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基于混合Lanczos-Tikhonov算法的绝缘子表面电荷反演计算 被引量：3
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作者 毛诗壹 潘成 +2 位作者 罗毅 邱宇杰 唐炬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期1921-1934,共14页
表面电荷反演计算是表面电荷密度分布测量的重要环节。该文针对盆式或锥形绝缘子这类平移变化系统,引入迭代正则化方法,提出了基于Lanczos双对角化与Tikhonov正则化算法混合方法的表面电荷反演算法。通过Lanczos双对角化将电位-电荷之... 表面电荷反演计算是表面电荷密度分布测量的重要环节。该文针对盆式或锥形绝缘子这类平移变化系统,引入迭代正则化方法,提出了基于Lanczos双对角化与Tikhonov正则化算法混合方法的表面电荷反演算法。通过Lanczos双对角化将电位-电荷之间的矩阵运算投影至维数更小的子空间后,应用Tikhonov正则化求解子空间投影最小二乘问题,大大减小了矩阵的计算量;同时引入自适应加权广义交叉验证(A-WGCV)方法选择正则化参数;结合仿真算例讨论了该算法的实现过程以及计算精度,并与视在电荷法及维纳滤波法进行了对比;最后,通过粉尘图法验证了该算法的准确性和可靠性,并结合粉尘图像和算法反演两种方法获取了针电极下不同电压等级下的电荷分布。 展开更多
关键词 高压直流电气设备 表面电荷密度分布 表面电荷反演 自适应加权广义交叉验证 (A-WGCV) Lanczos-Tikhonov混合方法
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真空中绝缘子表面电荷分布的测量 被引量：29
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作者 丁立健 屠幼萍 +2 位作者 李成榕 王景春 吕金壮 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期1-2,23,共3页
介绍静电场探头测量电介质表面电荷的原理 ,并研制了一套在线测量真空中绝缘子表面电荷分布的测量系统 ,经校验和实用表明它线性特性很好 ,完全满足真空中绝缘子表面带电测量的要求 ,还能研究通常情况下绝缘材料 (器件 )的表面带电状况。
关键词 绝缘子 电介质表面电荷 电荷分布 测量 真空
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直流电压下盆式绝缘子表面电荷积聚效应的仿真 被引量：25
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作者 张贵新 王蓓 +3 位作者 王强 李金忠 范建斌 汤浩 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期335-339,共5页
为了研究直流电压下盆式绝缘子表面电荷的积聚效应,建立了GIL线路中所应用的盆式绝缘子的仿真模型,采用有限元分析法,应用Maxwell 2D软件进行仿真分析:分析了处于直流高压作用下的盆式绝缘子在表面不同位置产生不同性质、不同量的电荷... 为了研究直流电压下盆式绝缘子表面电荷的积聚效应,建立了GIL线路中所应用的盆式绝缘子的仿真模型,采用有限元分析法,应用Maxwell 2D软件进行仿真分析:分析了处于直流高压作用下的盆式绝缘子在表面不同位置产生不同性质、不同量的电荷时电场发生的改变。从仿真结果可知,盆式绝缘子内表面不同位置积聚电荷时,对原电场的影响不同;积聚电荷的极性不同时,对原电场的影响也不同,且电荷积聚到一定程度时,可能导致绝缘性能的下降。通过在仿真中逐渐减小所加电荷量的方法,可以找到不影响原电场分布的电荷极限值。 展开更多
关键词 盆式绝缘子 表面电荷 积聚效应 仿真 有限元法 GIS
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