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新型无环流空心电抗器电磁结构设计方法及工程应用
1
作者 张明泽 王炳杰 +3 位作者 张健 刘骥 李爽 朱东柏 《高电压技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期5301-5309,共9页
空心电抗器作为电网中抑制过电压、滤波、无功补偿的重要电力设备,苛刻的运行环境对电抗器长期稳定运行有更高的要求。由于传统的电抗器设计方式及制造工艺差异,使得部分设计的电抗器包封间出现环流现象,需增加外部调匝线圈,因而使得电... 空心电抗器作为电网中抑制过电压、滤波、无功补偿的重要电力设备,苛刻的运行环境对电抗器长期稳定运行有更高的要求。由于传统的电抗器设计方式及制造工艺差异,使得部分设计的电抗器包封间出现环流现象,需增加外部调匝线圈,因而使得电抗器出现了外加薄弱点,并增加了高寒地区大温差工作环境下包封绝缘出现开裂的风险。为了从根本上解决包封间环流及绝缘开裂这一技术难题,从电抗器电磁结构优化的角度出发,将小圆线并绕结构的常规视角转变至单组合导线串绕的结构方式上,构建了全新的电抗器电感值计算非线性方程组,并采用等温升约束条件及多端起头方式,实现了空间结构对称的无环流电抗器电磁结构的设计。最终通过等长绕线、强化匝间绝缘、减小包封绝缘厚度的设计思想,实现了首套无环流电抗器的电磁结构设计。设计完成的首套10kV串联空心电抗器通过了型式及特殊试验,并在我国东北地区冬季成功挂网运行,相比与传统电抗器,新型无环流电抗器体积减小了40%、温升降低了32%,该文提出的新型无环流电抗器的设计方法将为中国空心电抗器高端制造提供了新的设计形式,这对于保障高寒地区空心电抗器的长期运行可靠性具有重要意义。 展开更多
关键词 空心电抗器 环流现象 电磁结构设计 局部过热 包封绝缘开裂
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基于夹层结构各层协同优化的聚合物基复合介质储能性能
2
作者 冯宇 高强 +3 位作者 岳东 朱博 迟庆国 陈庆国 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4570-4580,共11页
近年来,聚合物基纳米复合介质因其具有可塑性强和功率密度大且稳定性好等优点而受到广泛关注。但由于其自身能量密度小且耐击穿能力有限,不能满足现代电气化时代高精密储能器件的要求。为了获得兼具高击穿强度和高储能密度的聚合物基复... 近年来,聚合物基纳米复合介质因其具有可塑性强和功率密度大且稳定性好等优点而受到广泛关注。但由于其自身能量密度小且耐击穿能力有限,不能满足现代电气化时代高精密储能器件的要求。为了获得兼具高击穿强度和高储能密度的聚合物基复合介质,研究设计了一种新的夹层结构,将铁电聚合物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)(PVTC)与线性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混作为外部绝缘层,将具高介电常数的核壳结构BT@AO@PDA纳米纤维添加到PVTC中作为中间极化层,构筑的正向夹层结构(绝缘层-极化层-绝缘层)实现了击穿强度和介电常数的协同提升。其中,PMMA质量分数为25%的PMMA/PVTC复合介质和3%的BT@AO@PDA/PVTC复合介质构成的正向夹层结构在562.7 MV/m电场下获得了17.25 J/cm3的高储能密度,并且具有优异的充放电循环稳定性和1.42μs的超快放电速率。该工作为制备高储能柔性介质薄膜电容器提供了一种简便且有效的策略。 展开更多
关键词 聚合物基复合介质 共混 核壳结构 夹层结构 储能性能
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Al_(2)O_(3)/PEI复合介质的高温储能特性研究
3
作者 孟令欣 邓伟 +2 位作者 胡思远 冯嘉唯 王照盼 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第22期250-257,共8页
高温储能的电介质材料对电子电力设备容量和可靠性的提升、体积的减小具有重要意义。以耐高温的聚醚酰亚胺(PEI)为基体,宽带隙的氧化铝(Al_(2)O_(3))为填料,通过溶液共混再流延制备Al_(2)O_(3)/PEI复合薄膜,对比研究了Al_(2)O_(3)纳米粒... 高温储能的电介质材料对电子电力设备容量和可靠性的提升、体积的减小具有重要意义。以耐高温的聚醚酰亚胺(PEI)为基体,宽带隙的氧化铝(Al_(2)O_(3))为填料,通过溶液共混再流延制备Al_(2)O_(3)/PEI复合薄膜,对比研究了Al_(2)O_(3)纳米粒子(AO NPs)和静电纺Al_(2)O_(3)纤维(AO NFs)对复合薄膜介电储能特性的影响。结果表明,Al_(2)O_(3)能够兼顾提升PEI复合薄膜的极化强度和击穿场强,降低电导率。相较于AO NPs,AO NFs在PEI基体中的分散更为均匀,可在极低填料含量下获得具有优异储能特性的Al_(2)O_(3)/PEI复合薄膜。当填料含量为0.5%(如无特别说明,均为体积分数)时,AO NFs/PEI在25℃的储能密度达5.80 J/cm^(3),分别是0.50AO NPs/PEI和纯PEI薄膜的1.2倍和2.5倍。150℃下0.50AO NFs/PEI仍表现出优异的储能特性,储能密度和充放电效率分别为4.36 J/cm^(3)和75%。 展开更多
关键词 聚醚酰亚胺 氧化铝纤维 高温 介电性能 储能密度
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电力设备用皱纹纸理化特性分析及模拟改性研究 被引量：1
4
作者 周海滨 谢志成 +3 位作者 潘志城 池明赫 关毅 邓军 《绝缘材料》 北大核心 2025年第1期29-37,共9页
绝缘皱纹纸是变压器和互感器及高压电缆等电力设备必须的绝缘材料,目前超(特)高压电力设备用高性能皱纹纸全部依赖进口,为实现高端电力设备用皱纹纸国产化以及提升皱纹纸长期可靠性,亟需开展皱纹纸理化特性及性能提升技术研究。本文开... 绝缘皱纹纸是变压器和互感器及高压电缆等电力设备必须的绝缘材料,目前超(特)高压电力设备用高性能皱纹纸全部依赖进口,为实现高端电力设备用皱纹纸国产化以及提升皱纹纸长期可靠性,亟需开展皱纹纸理化特性及性能提升技术研究。本文开展了不同厂家皱纹纸理化性能测试与对比分析,提炼出影响皱纹纸性能的关键理化参数。通过接枝改性技术向皱纹纸纤维素体系中引入3种官能团,利用Materials Studio软件对改性前后纤维素体系的电、热、力学性能进行分析,探究了不同官能团对纤维素体系各项性能的影响。结果表明:苯环对纤维素体系热性能的提升最为明显,亚甲基长链能提高纤维素体系的绝缘性能,苯环能够提高纤维素体系的力学性能。 展开更多
关键词 皱纹纸 理化特性 枝接改性 官能团 热稳定性
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三明治结构聚偏氟乙烯基复合介质的微结构设计及介电特性 被引量：10
5
作者 迟庆国 陈辰 +3 位作者 张月 张昌海 王暄 雷清泉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2204-2210,共7页
为了研究填充相和结构对聚偏氟乙烯基聚合物(PVDF)介电和储能特性的影响,采用溶液铸造和热压工艺制备了含有二维氮化硼薄片和钛酸钡颗粒的单层复合薄膜及三明治结构复合薄膜。采用X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复合薄膜的晶体结构和... 为了研究填充相和结构对聚偏氟乙烯基聚合物(PVDF)介电和储能特性的影响,采用溶液铸造和热压工艺制备了含有二维氮化硼薄片和钛酸钡颗粒的单层复合薄膜及三明治结构复合薄膜。采用X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复合薄膜的晶体结构和形貌,利用宽频介电谱仪和铁电综合测试仪获得了薄膜的介电性能和储能特性。结果表明,制备的三明治结构复合薄膜具有优异的性能,其中BN-PVDF/BaTiO_3-PVDF/BN-PVDF三明治结构复合薄膜在10 Hz时的相对介电常数为13,放电能量密度在电场强度为350 MV/m时高达6.2 J/cm3,是单层BaTiO_3-PVDF复合薄膜的1.6倍;其击穿场强高达370 MV/m,是BaTiO_3-PVDF的1.5倍;且其放电效率为0.55。总结得出,这是因为三明治结构中上下2层引入的BN 2维薄片提高了复合介质击穿强度,缓解了电极化强度过早饱和;而中间层BaTiO_3的引入增强了复合介质的极化特性,从而获得了具有优异介电性能和储能特性的PVDF基复合薄膜。 展开更多
关键词 储能密度 氮化硼 钛酸钡 聚偏氟乙烯 三明治结构 复合介质
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不同频段下IGBT自组装非线性绝缘材料介电性能的温度依赖性
6
作者 姚欢民 穆海宝 +3 位作者 李鹤 李元 李文栋 张大宁 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期322-335,共14页
为探讨利用介电泳原理构筑的非线性复合绝缘材料在IGBT局部电场优化中的应用。针对IGBT宽频率和温度范围的工作需求,深入研究了复合材料在不同频段下介电性能的温度依赖性。首先,选取碳化硅晶须(SiCw)作为非线性电导填料,在5种不同辅助... 为探讨利用介电泳原理构筑的非线性复合绝缘材料在IGBT局部电场优化中的应用。针对IGBT宽频率和温度范围的工作需求,深入研究了复合材料在不同频段下介电性能的温度依赖性。首先,选取碳化硅晶须(SiCw)作为非线性电导填料,在5种不同辅助场强下制备了复合绝缘材料。在此基础上,通过X射线衍射定量表征了填料在基体中的取向程度。进一步研究了S1(100 Hz<f<5000 Hz)、S2(0.01 Hz<f<100 Hz)、S3(0.001 Hz<f<0.01 Hz)3种频段下温度对复合材料介电性能的影响规律。结果表明:随温度升高,S1频段偶极子极化损耗均不断增大,S2频段界面极化损耗则逐渐减小,S3频段电导损耗呈现先增大后减小的趋势。上述现象在宏观角度上均符合Debye模型的温度依赖性,微观层面则与双势阱弛豫模型中电荷越障概率及跳跃电导模型中载流子浓度变化特性相关。最终,通过有限元仿真证实了这种复合绝缘材料在抑制IGBT局部场强畸变方面的有效性,其能显著降低场强的瞬态值和稳态值,分别达到38.5%和90.2%的降幅。该研究结果为复合材料在IGBT不同工作频段的应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 IGBT 介电泳 不同频段 不同温度 介电性能
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分形分析方法在电树枝结构研究中的应用 被引量：9
7
作者 张晓虹 迟晓红 +1 位作者 高俊国 王伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期14-20,共7页
聚合物绝缘材料中电树枝结构复杂多样,不同结构电树枝具有不同的分形维数。本文利用Matlab编程,采用计盒维数法对不同结构形状电树枝图像的分形进行了分析计算。计算结果表明电树枝形状越复杂,其计盒分形维数和局部分形维数越大。在二... 聚合物绝缘材料中电树枝结构复杂多样,不同结构电树枝具有不同的分形维数。本文利用Matlab编程,采用计盒维数法对不同结构形状电树枝图像的分形进行了分析计算。计算结果表明电树枝形状越复杂,其计盒分形维数和局部分形维数越大。在二维平面上,电树枝的计盒分形维数越小,其发展空间越大,发展速度越快。不同结构电树枝的稳定局部分形维数分布在一定的范围内,因此可以从分形维数理论上对不同结构形状的电树枝进一步进行分类。本文基于所提出的方法,分别对聚乙烯及聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料中不同生长阶段和复杂结构的电树枝进行了分析计算。 展开更多
关键词 电树枝结构 计盒分形维数 局部分形维数 电树枝分类
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碳化硅晶须/环氧树脂复合介质非线性电导特性研究 被引量：18
8
作者 迟庆国 崔爽 +2 位作者 张天栋 杨蒙 陈庆国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第20期4405-4414,共10页
在高压电气设备中使用非线性电场梯度绝缘材料可以有效缓解关键位置的电场集中。但具有优异非线性特性的复合介质往往需要掺杂大量无机填料,容易诱发填料团聚及其与基体的相容性差等问题,严重限制了复合介质在高压电气设备中的应用。因... 在高压电气设备中使用非线性电场梯度绝缘材料可以有效缓解关键位置的电场集中。但具有优异非线性特性的复合介质往往需要掺杂大量无机填料,容易诱发填料团聚及其与基体的相容性差等问题,严重限制了复合介质在高压电气设备中的应用。因此,该文选用碳化硅晶须(SiCw)填充环氧树脂(EP)以改善其非线性特性,同时使用硅烷偶联剂(KH550)修饰SiCw,通过改善填料与基体的相容性进一步优化复合介质的绝缘性能。结果表明,与掺杂未修饰SiCw的复合介质相比,经1%KH550修饰的SiCw填料在基体中的分布更均匀,与环氧树脂的相容性更好。同时,用1%KH550改性的SiCw掺杂的复合材料实现了在低掺杂量下获得显著的非线性特性,并且在较高掺杂量下使击穿强度的下降得到明显的抑制。 展开更多
关键词 环氧树脂 偶联剂修饰 非线性电导特性 击穿场强
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湿度对低温次大气压脉冲电场空气流注放电特性的影响
9
作者 朱博 马祥杰 +2 位作者 苏贺 魏新劳 韩稀木 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4164-4179,共16页
随着绿色低碳的要求不断提高,电动飞机成为空中交通运输业的一大关注点。为了研究电动飞机内部设备在高频电压下的空气放电机理,该文对高空环境下脉冲电场针-板间隙空气放电的现象进行分析。考虑不同海拔下的温度和气压、脉冲电场参数... 随着绿色低碳的要求不断提高,电动飞机成为空中交通运输业的一大关注点。为了研究电动飞机内部设备在高频电压下的空气放电机理,该文对高空环境下脉冲电场针-板间隙空气放电的现象进行分析。考虑不同海拔下的温度和气压、脉冲电场参数以及湿度,构建针-板电极流注放电的仿真模型,并搭建试验平台进行定性研究。结果表明:当约化电场强度一致时,随着海拔的升高,击穿电压下降,流注的传播速度逐渐下降,电子密度逐渐减少;随着上升沿的延长,流注的生成时间延长,流注传播速度减慢。当在一个脉冲内未完成放电时,随着脉宽的逐渐增大,其放电的完成度逐渐升高;当在一个脉冲内可以完成放电时,脉宽的增长对放电的影响较小。随着湿度的增大,流注发展的速度增加,同一时刻电子密度的峰值变大。 展开更多
关键词 高压脉冲电场 低温次大气压 流注放电 针-板电极 湿度
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热老化对环氧/玻璃纤维复合材料电气强度的影响
10
作者 张健 王鹏飞 +3 位作者 李中原 刘骥 刘贺千 杨洪达 《绝缘材料》 北大核心 2025年第7期121-128,共8页
为探明干式空心电抗器包封绝缘材料在分子层面的热老化机理,本研究在180℃下对环氧/玻璃纤维复合材料进行了336 h的加速热老化试验,并采用红外光谱、介电谱及交流电气强度测试表征老化后环氧/玻璃纤维复合材料的官能团、分子链段运动、... 为探明干式空心电抗器包封绝缘材料在分子层面的热老化机理,本研究在180℃下对环氧/玻璃纤维复合材料进行了336 h的加速热老化试验,并采用红外光谱、介电谱及交流电气强度测试表征老化后环氧/玻璃纤维复合材料的官能团、分子链段运动、活化能及交流电气强度演变特性。模拟计算并探讨了老化过程中化学结构变化及分子链段运动特性演变导致的活化能下降对交流电气强度的影响。结果表明:老化过程中会产生大量以酯基、酮基为主的羰基基团和小分子链。这些小分子链和极性基团会极大增加环氧基体内部自由体积和自由电子数量,使链段运动逐渐增强,活化能降低,最终导致绝缘性能大幅下降。 展开更多
关键词 干式空心电抗器 环氧/玻璃纤维复合材料 热老化 活化能
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BT@PDA增强PVDF/PMMA复合薄膜的介电与储能性能研究
11
作者 黄云龙 崔巍巍 +1 位作者 侯亚娟 董昊霖 《材料导报》 北大核心 2025年第13期242-251,共10页
本工作采用多巴胺(DA)在钛酸钡(BT)纳米颗粒表面自聚合得到具有核壳结构的钛酸钡@聚多巴胺(BT@PDA)颗粒,分别将相同质量的BT和BT@PDA颗粒分散到聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯(PVDF/PMMA)共混聚合物基质中,制得BT/PVDF/PMMA复合薄膜和BT@P... 本工作采用多巴胺(DA)在钛酸钡(BT)纳米颗粒表面自聚合得到具有核壳结构的钛酸钡@聚多巴胺(BT@PDA)颗粒,分别将相同质量的BT和BT@PDA颗粒分散到聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯(PVDF/PMMA)共混聚合物基质中,制得BT/PVDF/PMMA复合薄膜和BT@PDA/PVDF/PMMA复合薄膜。实验结果表明,PDA包覆层在提高介电常数、抑制介电损耗、提高击穿场强和改善力学性能方面发挥了积极的促进作用。室温下BT@PDA/PVDF/PMMA复合薄膜在10~2Hz下介电常数达到10.9,与未加填料的PVDF/PMMA薄膜相比提升了67.7%;介电损耗为0.052,降低了32.4%;击穿场强达到606 kV/mm,提升了68.8%;放电能量密度达到10.3 J/cm^(3),提升了128.9%,并且充放电效率保持在58%以上。在高温(50~90℃)情况下,PDA包覆层在介电性能、储能性能方面仍然发挥了积极作用。70℃时,BT@PDA/PMMA/PVDF复合薄膜的储能密度为6.48 J/cm^(3),充放电效率仍然在53%以上。 展开更多
关键词 储能密度 介电性能 聚偏氟乙烯(PVDF) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) BT@PDA
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真空紫外辐照改性环氧复合材料的直流沿面闪络特性 被引量：1
12
作者 张磊 张国宝 +3 位作者 杨为 吴正阳 蔡梦怡 李枕 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2494-2505,共12页
盆式绝缘子气-固界面的沿面闪络是GIS绝缘失效的重要形式之一,严重威胁特高压输电系统的安全运行。为提升盆式绝缘子的沿面直流闪络性能,采用真空紫外改性技术对盆式绝缘子环氧复合材料进行处理,采用表面电位测试和量子化学分析等多种... 盆式绝缘子气-固界面的沿面闪络是GIS绝缘失效的重要形式之一,严重威胁特高压输电系统的安全运行。为提升盆式绝缘子的沿面直流闪络性能,采用真空紫外改性技术对盆式绝缘子环氧复合材料进行处理,采用表面电位测试和量子化学分析等多种手段获得真空紫外改性后环氧复合材料的分子间距、密度、热稳定性、能带结构、陷阱能级、表面电荷分布和直流沿面闪络电压,揭示紫外辐照改性直流沿面闪络的内在机理。结果表明,经真空紫外处理12 h后,环氧复合材料在SF_(6)中直流闪络电压提升17%。20 kV异极性充电6 h后,闪络电压提升24%,且试样放置6个月后,直流闪络电压衰减幅度小于2%,具备良好的长期稳定性。通过分析试样陷阱能级及电荷输运特性,发现真空紫外处理促使环氧分子链在高能光子辐照下发生交联反应,使得环氧分子的LUMO能级降低,引入大量深陷阱,导致陷阱深度和密度显著增高。陷阱能级提升导致大量同极性电荷聚集在电极附近,进一步阻碍载流子注入,导致直流闪络电压的提升。以上建立的真空紫外辐照-电荷输运-沿面闪络的关系表明,该真空紫外辐照策略有望成为提升直流闪络性能的重要工程手段。 展开更多
关键词 真空紫外辐照 环氧复合材料 交联 电荷输运 直流沿面闪络
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联苯芳香酯型液晶环氧树脂制备及性能研究
13
作者 宋伟 范吉轩 +5 位作者 李琳 冯景涛 宋文宏 彭修峰 苟萌萌 朱立鹏 《材料导报》 北大核心 2025年第17期226-231,共6页
随着科技的进步,电子器件向大功率、小型化、密集型方向发展,电子封装材料的导热性能显得尤为重要。本研究基于分子链液晶基元和拓扑结构的优化调控,合成了具有液晶性的联苯芳香酯型液晶化合物与环氧树脂复合材料,并对其综合性能进行研... 随着科技的进步,电子器件向大功率、小型化、密集型方向发展,电子封装材料的导热性能显得尤为重要。本研究基于分子链液晶基元和拓扑结构的优化调控,合成了具有液晶性的联苯芳香酯型液晶化合物与环氧树脂复合材料,并对其综合性能进行研究。利用4,4′-二羟基联苯与3,5-二羟基苯甲酸为反应原料,通过酯化、环氧化反应制得联苯芳香酯型液晶环氧树脂单体(LCER);在固化剂甲基六氢苯酐及促进剂DMP-30的作用下,制备了LCER/E-51复合材料,分析了LCER的分子结构、液晶特性与复合材料的导热性能、力学性能和绝缘性能。测试结果表明,在保证绝缘性能不下降的前提下,LCER的引入能够提升基体E-51的导热性能与力学性能。随着LCER含量的增加,复合材料的热导率也提升,当LCER质量分数为20%时,复合材料的热导率提升了135%。复合材料的冲击强度、弯曲强度及拉伸强度都随LCER含量的增加呈现先增后减的变化趋势,当LCER质量分数为12%时,其数值分别提升了72%、15%、8%。LCER/E-51复合材料的体积电阻率与交流击穿场强最高提升率分别为69.8%、19.8%。 展开更多
关键词 环氧树脂 液晶结构 热导率 力学性能 绝缘性能 交联网络
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掺杂电压稳定剂改性聚偏氟乙烯基介电薄膜的储能性能研究
14
作者 李琳 郑楷川 +6 位作者 马海鑫 牛晟堃 于浩 张健 邢照亮 张天栋 迟庆国 《绝缘材料》 北大核心 2025年第4期16-23,共8页
聚偏氟乙烯的三元共聚物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)(P(VDF-TrFE-CFE),简称PVTC)因具有较高的相对介电常数而有望作为新型电容器薄膜材料。本文首先通过优化薄膜制备的热压工艺来调控PVTC的晶相结构,探讨不同热压温度对PVTC薄膜晶... 聚偏氟乙烯的三元共聚物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)(P(VDF-TrFE-CFE),简称PVTC)因具有较高的相对介电常数而有望作为新型电容器薄膜材料。本文首先通过优化薄膜制备的热压工艺来调控PVTC的晶相结构,探讨不同热压温度对PVTC薄膜晶相结构的影响;然后利用溶液流延法制备掺杂低含量电压稳定剂芳香酮类小分子4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮(ALRB)的PVTC复合薄膜,系统研究ALRB掺杂含量对复合薄膜电学性能的影响规律及机制。结果表明:结果表明:当热压温度为180℃时,PVTC薄膜内部形成了α晶相、β晶相和γ晶相共存的多相结构,对其介电性能和储能性能提升效果显著。适量的电压稳定剂ALRB能够耗散高能电子能量,提高PVTC薄膜的绝缘性能。当ALRB质量分数为0.5%时,PVTC/ALRB复合薄膜的电气强度达到了485.7 kV/mm,储能密度和充放电效率分别为12.12 J/cm^(3)和64.4%。 展开更多
关键词 聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯) 复合薄膜 电压稳定剂 储能性能
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SF_(6)/N_(2)气体中环氧/ZnO涂覆对环氧复合材料直流沿面闪络性能的影响机制
15
作者 张磊 张国宝 +4 位作者 吴正阳 杨为 蔡梦怡 张龙飞 李枕 《绝缘材料》 北大核心 2025年第4期99-108,共10页
盆式绝缘子气-固界面的沿面闪络是引发特高压GIS/GIL故障的关键问题,也是制约先进输变电系统发展的技术瓶颈。为提升SF_(6)/N_(2)混合气体中盆式绝缘子的直流沿面闪络特性,本文在环氧树脂中添加不同含量的氧化锌(ZnO)纳米粒子得到环氧/... 盆式绝缘子气-固界面的沿面闪络是引发特高压GIS/GIL故障的关键问题,也是制约先进输变电系统发展的技术瓶颈。为提升SF_(6)/N_(2)混合气体中盆式绝缘子的直流沿面闪络特性,本文在环氧树脂中添加不同含量的氧化锌(ZnO)纳米粒子得到环氧/氧化锌(EP/ZnO)涂层,将EP/ZnO涂层涂覆于环氧材料表面,并对其表面输运参数及沿面闪络性能进行测试。结果表明:EP/ZnO涂层增大了环氧复合材料的浅陷阱密度,并降低浅陷阱能级,使载流子迁移率增加。ZnO质量分数为15%和20%的EP/ZnO涂层涂覆环氧材料的电导率呈现出非线性特征,涂层的存在可减少电场畸变,促进表面电荷的消散。EP/ZnO涂层可显著均匀电场分布并有效抑制环氧材料表面的电荷积聚,且提高了直流闪络性能。当ZnO质量分数为20%时,环氧复合材料的直流闪络电压提升了15.42%。 展开更多
关键词 沿面闪络 环氧/ZnO涂层 表面陷阱 表面电荷 非线性电导
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典型故障下220 kV油浸式套管电场分布/畸变特性变化规律研究
16
作者 赵春明 司昌健 +3 位作者 郭家昌 杨代勇 李世娇 于沐禾 《绝缘材料》 北大核心 2025年第6期131-140,共10页
套管作为油浸式变压器的重要组成部分,长期运行后内部绝缘受潮、老化及部分缺陷的发展导致局部电场出现畸变,严重威胁套管的安全运行。本文在不同测试温度环境下,获得老化、受潮的油浸纸试样介电参数的变化规律,并构建了动态介电参数计... 套管作为油浸式变压器的重要组成部分,长期运行后内部绝缘受潮、老化及部分缺陷的发展导致局部电场出现畸变,严重威胁套管的安全运行。本文在不同测试温度环境下,获得老化、受潮的油浸纸试样介电参数的变化规律,并构建了动态介电参数计算模型;同时基于252 kV/1 250 A套管的实际结构进行仿真模型的建立,并采用电-磁-热多物理场进行仿真分析,获得了3种典型缺陷下套管内部电场暂态分布及畸变程度的变化规律。结果表明:套管末屏接地不可靠造成其悬浮电位后,末屏与其接触侧出现电场畸变,电容芯子的均压作用效果减弱;当电容屏出现褶皱,其弯曲度越大,褶皱处最大场强越大,且在电容屏不同弯曲度时在场强畸变处出现反转现象;末屏表面附着气泡对电场的影响远大于变压器油中存在气泡的影响,末屏表面附着气泡易产生局部放电。 展开更多
关键词 油浸式套管 多物理场 典型缺陷 电场畸变
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基于Dissado-Hill弛豫模型的油纸绝缘老化状态评估方法研究
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作者 许敏虎 张健 +4 位作者 李中原 于沐禾 张航 曲利民 贾海峰 《绝缘材料》 北大核心 2025年第1期82-90,共9页
油纸绝缘作为油浸式电力设备的主绝缘材料,长期复杂工况下油纸绝缘的老化将严重影响设备的使用安全,因此准确评估油纸绝缘老化状态至关重要。本文制备了多组不同老化程度的油纸绝缘模型,在不同测试激励幅值下开展宽温-宽频介电响应测试... 油纸绝缘作为油浸式电力设备的主绝缘材料,长期复杂工况下油纸绝缘的老化将严重影响设备的使用安全,因此准确评估油纸绝缘老化状态至关重要。本文制备了多组不同老化程度的油纸绝缘模型,在不同测试激励幅值下开展宽温-宽频介电响应测试,并基于Dissado-Hill弛豫模型,提取表征油纸绝缘老化程度的特征参数。结果表明:随着油纸绝缘老化程度的增加,全频段介质损耗因数曲线出现两个特征频段,分别与材料电导特性、转向极化及界面极化过程有关。根据拟合计算结果发现,油纸绝缘老化后,由于纤维素结构被破坏,介质内的杂质离子数增多,微观上表现为介质内“簇”间运动增强而“簇”内运动削弱,因而模型中的特征频率点向高频移动。为准确获得油纸绝缘的老化状态,本文在消除测试温度及激励幅值的影响下,构建了模型特征参数与绝缘老化程度的量化表征关系,研究成果可为基于频域介电响应现场检测技术的油浸式电力设备绝缘老化状态评估方法提供理论支撑。 展开更多
关键词 油纸绝缘 Dissado-Hill弛豫模型 宽频介电特性 绝缘老化状态
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聚丙烯基复合介质的结晶结构调控与性能提升 被引量：8
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作者 迟晓红 程璐 +3 位作者 刘文凤 闵道敏 张晓虹 李盛涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2249-2256,共8页
聚丙烯(PP)由于具有优异的介电性能和耐热性,而成为热塑性高压直流电缆绝缘材料研发关注的热点。为此利用纳米SiO2粒子填充协同聚烯烃类弹性体(POE)共混的方法,调控PP的结晶结构,改善其电、热、机械等宏观性能。利用扫描电子显微镜(SEM... 聚丙烯(PP)由于具有优异的介电性能和耐热性,而成为热塑性高压直流电缆绝缘材料研发关注的热点。为此利用纳米SiO2粒子填充协同聚烯烃类弹性体(POE)共混的方法,调控PP的结晶结构,改善其电、热、机械等宏观性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜(PLM)、交/直流击穿系统、电–声脉冲测试系统(PEA)、差示扫描量热仪(DSC)和电子万能实验机分别对复合材料的形貌、击穿场强、空间电荷分布、结晶行为和力学性能进行了分析和表征,结果表明纳米SiO2粒子填充协同POE共混有效提高了PP的直流击穿场强,抑制空间电荷注入,改善其机械性能。相较于纯PP试样,PP–POE–纳米SiO2构成的复合材料,击穿场强提高约25%,断裂伸长率提高约30%。机械与介电性能的改善,有利于PP在高压直流电缆绝缘中的应用。 展开更多
关键词 聚丙烯基复合材料 热塑性高压直流电缆绝缘 结晶结构 介电性能 机械性能
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基于机器学习的PVDF基复合介质储能特性数据分析与预测 被引量：3
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作者 冯宇 唐文昕 +2 位作者 张天栋 迟庆国 陈庆国 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1997-2004,共8页
近年来,机器学习作为一种新型数据分析方式,在电气、材料、化学等领域都取得了优异的成果。对储能介质材料而言,以聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride,PVDF)材料作为基体,向其中加入纳米填料能够极大地增加复合介质最大储能密度。该研... 近年来,机器学习作为一种新型数据分析方式,在电气、材料、化学等领域都取得了优异的成果。对储能介质材料而言,以聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride,PVDF)材料作为基体,向其中加入纳米填料能够极大地增加复合介质最大储能密度。该研究利用机器学习探索并建立复合介质所含填料(微观信息)-复合介质储能性能(宏观性能)的对应关系。首先,收集165组复合介质储能特性参数建立数据库,以填充相材料的特征作为输入描述符(包括固有描述符和选择描述符);其次,对原始数据进行处理,根据复合介质的最大储能密度提升倍数划分数据集标签。为达到兼顾预测精度和准确率的目的,分别设置二分类、三分类和四分类数据集,使用3种机器学习算法对数据集进行训练;最后,将11组全新的数据输入训练模型进行验证,其中7组数据可以正确预测分类,证明机器学习方法应用在高储能密度复合介质研究中的可靠性。该研究将交叉学科的前沿成果运用在复合介质的研究领域,所建数据库与训练模型将加速高性能复合介质的发现。 展开更多
关键词 复合介质 最大储能密度 纳米填料 机器学习 数据集标签
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定子线棒绝缘受潮对频域介电谱影响实验研究 被引量：3
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作者 韩英喆 王安东 +2 位作者 孙福春 王继豪 刘骥 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2020年第10期103-107,共5页
大型发电机定子线棒主绝缘受潮是导致电机绝缘受损的重要因素之一,为探究环境湿度对电机主绝缘特性的影响,制作了不同厚度的绝缘试样,测试老化前后绝缘试样在不同环境湿度下受潮后的介质损耗特性。提出采用测试频域段的介质损耗因数积... 大型发电机定子线棒主绝缘受潮是导致电机绝缘受损的重要因素之一,为探究环境湿度对电机主绝缘特性的影响,制作了不同厚度的绝缘试样,测试老化前后绝缘试样在不同环境湿度下受潮后的介质损耗特性。提出采用测试频域段的介质损耗因数积分值作为绝缘状态评估的特征参量,同时研究试样绝缘厚度和受潮程度对频域介电谱和频域介质损耗因数积分谱的影响和变化规律。结果表明:老化不会对绝缘受潮的介质损耗特性带来影响;随着频率升高,定子线棒绝缘的介质损耗因数逐渐降低;绝缘受潮程度较低时介质损耗因数曲线随频率增大具有相似的变化趋势;介质损耗因数积分值和频率的关系曲线具有饱和性。10-3 Hz处的介质损耗因数积分值与湿度具有线性相关;从理论上分析,厚度对介质损耗特性没有影响,但受限于制作工艺,试样内部空气无法完全排除,随着厚度增加介质损耗因数下降。 展开更多
关键词 频域介电谱 介质损耗因数积分谱 环氧云母复合绝缘 定子线棒
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