不同成膜剂组分涂层改性对玄武岩纤维复合材料的耐湿热性能影响研究

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作者 刘贺晨 吴鹏 +3 位作者 刘云鹏 薛伟 龚运 林浩凡 《绝缘材料》 北大核心 2025年第8期119-129,共11页

玄武岩纤维具有良好的绝缘性能、力学性能以及高温、化学环境下的性能稳定性,由其制成的玄武岩纤维复合材料芯棒(BFRP)在电工绝缘装备领域逐步得到了推广和应用。然而,湿热环境仍是威胁BFRP芯棒使用可靠性的关键因素。本文分别以有机硅... 玄武岩纤维具有良好的绝缘性能、力学性能以及高温、化学环境下的性能稳定性,由其制成的玄武岩纤维复合材料芯棒(BFRP)在电工绝缘装备领域逐步得到了推广和应用。然而,湿热环境仍是威胁BFRP芯棒使用可靠性的关键因素。本文分别以有机硅改性环氧树脂乳液(SER)和氢化双酚A环氧树脂乳液(HBPA)为主要原料制备两种浸润剂,利用浸润剂改性玄武岩纤维并制备两种复合材料,最后通过湿热老化试验和分子动力学模拟分析两种玄武岩纤维复合材料的耐湿热老化机理。结果表明:BFRP-SER拥有良好的耐湿热老化性能,其弯曲强度和电气强度较老化前下降幅度最小,分别下降30.1%和35.2%;泄漏电流和介质损耗因数较老化前上升幅度最小,分别提升了31.3%和141.0%。SER浸润剂涂层与纤维层和树脂层有较好的结合效果,且具有较高的耐水解性,这使BFRP-SER能够在湿热环境下较长时间内保持各项性能稳定。 展开更多

关键词 玄武岩纤维 涂层改性 耐湿热 复合材料 分子动力学

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复合绝缘材料用连续玄武岩纤维老化特性及机理 被引量：3

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作者 刘云鹏 张铭嘉 +3 位作者 于红 马龙 符小桃 刘贺晨 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3598-3606,共9页

探究连续玄武岩纤维在各类介质环境下的稳定性对于拓展其在复合绝缘材料上的应用至关重要。为此,文中比对了10组不同产地的连续玄武岩纤维与无碱玻璃纤维在酸性环境、碱性环境、富盐环境以及高温富盐环境下的老化特征差异,分析了连续玄... 探究连续玄武岩纤维在各类介质环境下的稳定性对于拓展其在复合绝缘材料上的应用至关重要。为此,文中比对了10组不同产地的连续玄武岩纤维与无碱玻璃纤维在酸性环境、碱性环境、富盐环境以及高温富盐环境下的老化特征差异,分析了连续玄武岩纤维的老化机理,通过灰色关联分析明确了构成玄武岩纤维耐候性的关键成分。结果表明:超过50%的玄武岩纤维样本拥有优于无碱玻璃纤维的耐盐碱环境的能力;碱性环境下,Si、Al、B元素与OH−的反应性造成两类纤维损伤,其中玄纤由于内部高含量的Ca、Mg,更易形成氢氧化物附着于纤维表面,降低了损伤程度;富盐环境下纤维表层的Ca、Na、K等元素扩散至溶液,导致了纤维表层结构疏松,且在介质渗透溶胀的作用下形成缺陷,致使两类纤维强度同步下降,但在老化周期内玄武岩纤维仍呈现出更高的力学特征。综上,玄武岩纤维更适于应用在盐碱重污秽地区的中低压复合绝缘产品或高力学需求的电工材料。 展开更多

关键词 玄武岩纤维 无碱玻璃纤维 关联分析 老化 性能对比

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玄武岩纤维纳米改性对增强环氧复合材料绝缘与力学性能的影响 被引量：3

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作者 刘贺晨 于云飞 +5 位作者 张铭嘉 于红 李乐 刘云鹏 杨红军 田正波 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第6期29-36,共8页

使用纳米氧化铝对玄武岩纤维进行表面改性,采用层压法制造改性玄武岩纤维/环氧树脂复合材料(BFRP),并研究纳米Al_(2)O_(3)含量对改性复合材料绝缘与力学性能的影响。结果表明:质量分数为1.0%的纳米Al_(2)O_(3)改性的玄武岩纤维复合材料(... 使用纳米氧化铝对玄武岩纤维进行表面改性,采用层压法制造改性玄武岩纤维/环氧树脂复合材料(BFRP),并研究纳米Al_(2)O_(3)含量对改性复合材料绝缘与力学性能的影响。结果表明:质量分数为1.0%的纳米Al_(2)O_(3)改性的玄武岩纤维复合材料(1.0K-BFRP)界面改性效果最佳。与未改性的复合材料相比,1.0K-BFRP的介质损耗因数降低了38.13%,沿面闪络电压提高了42.96%,击穿电压提高了33.96%,表现出更加优越的绝缘性能;拉伸强度、弯曲强度、层间剪切强度分别提高了26.46%、48.19%、66.06%,玻璃化转变温度提高了4.49℃。 展开更多

关键词 纳米氧化铝 玄武岩纤维 界面改性 复合材料

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可回收玄武岩纤维增强复合材料的制备及性能

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作者 刘贺晨 魏利伟 +2 位作者 张铭嘉 孙章林 刘云鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期5087-5097,共11页

传统纤维增强复合材料的基体树脂固化后形成的交联网络难溶解、难熔融,导致退役后的纤维增强复合材料难以处理。为此以1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯为催化剂合成了基于酯交换的类玻璃化环氧树脂(vitrimers),制备了可回收玄武岩纤维... 传统纤维增强复合材料的基体树脂固化后形成的交联网络难溶解、难熔融,导致退役后的纤维增强复合材料难以处理。为此以1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯为催化剂合成了基于酯交换的类玻璃化环氧树脂(vitrimers),制备了可回收玄武岩纤维增强复合材料(vitrimers-based basalt fiber-reinforced polymer,VBFRP),对比了传统树脂基复合材料(epoxy-based basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)和VBFRP的机械性能、电气性能和热性能,并利用乙二醇溶液实现了玄武岩纤维的高效回收。结果表明:VBFRP具有不逊色于BFRP的力学性能,且表现出更高的断裂伸长率。催化剂含量的增加使得VBFRP拥有更强的力学性能,但是过量的催化剂会导致VBFRP的界面结合强度下降;与BFRP相比,所有VBFRP的电气性能均有所下降。且VBFRP的电气性能受催化剂含量的影响,适当的催化剂含量能够提高VBFRP的电气性能。VBFRP-2的电气性能下降程度较低,其击穿强度、泄漏电流和介质损耗因数分别为29.29 kV/mm、29.88μA和1.66%;VBFRP具有更高的玻璃化温度,但是其初始分解温度随着催化剂含量的增加而降低,热稳定性下降;经过28 d热老化后,VBFRP-2的泄漏电流和介质损耗因数分别增加了83.94%和48.19%,耐热老化程度低于BFRP;回收后的玄武岩纤维表面整洁,几乎无树脂残留,且化学结构并未改变,其单丝拉断强度保留率达到90.85%。 展开更多

关键词 复合材料 电工装备 类玻璃化高分子 环氧树脂 可回收 玄武岩纤维

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催化剂对基于动态酯交换Vitrimers材料性能的影响 被引量：7

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作者 刘贺晨 魏利伟 +2 位作者 孙章林 刘畅 刘云鹏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期5134-5148,共15页

传统环氧树脂作为干式变压器、电压互感器和复合绝缘子等电工装备的主要原材料,有着良好的力学性能和电学性能,但是其固化后形成的交联网络难溶难熔。随着环氧树脂基电工装备运行年限的增长,大量退役设备的处理面临巨大的挑战。该文制... 传统环氧树脂作为干式变压器、电压互感器和复合绝缘子等电工装备的主要原材料,有着良好的力学性能和电学性能,但是其固化后形成的交联网络难溶难熔。随着环氧树脂基电工装备运行年限的增长,大量退役设备的处理面临巨大的挑战。该文制备了基于酯交换的酸酐固化类玻璃化环氧树脂材料(Vitrimers),系统地研究了催化剂对树脂力学、电学、热学以及动态交换性能的影响规律,并使用醇类溶液探索其降解性能。研究结果显示,与传统环氧树脂相比,Vitrimers体系的断裂伸长率较高,表现出良好的韧性。在Vitrimers体系中以1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯(TBD)为催化剂的Vitrimers具有较佳的综合特性,在高温下表现出良好的应力弛豫特性,且能够在7h(190℃)全部溶解于乙二醇(EG)溶液中。该文研究结果表明,类玻璃化环氧树脂有较综合的力-热-电特性,能够快速溶解于降解溶液,有望用作电工装备的新型环保树脂基体。 展开更多

关键词 类玻璃化环氧树脂材料 环氧树脂 催化剂 降解 电工装备

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水轮发电机转子不圆度诱发的定子铁心振动特性研究 被引量：1

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作者 武玉才 范轩杰 +3 位作者 纪璇 卢伟甫 朱新凯 马明晗 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第1期342-351,I0028,共11页

大型水轮发电机的转子不圆度问题使定子铁心受到低频磁吸力作用,磁吸力交变频率与定子铁心固有振动频率接近时,将诱发定子铁心的低频振动。针对转子不圆度所导致的气隙磁场不对称现象,首先推导了定子铁心上特定点受到的周期性磁吸力表达... 大型水轮发电机的转子不圆度问题使定子铁心受到低频磁吸力作用,磁吸力交变频率与定子铁心固有振动频率接近时,将诱发定子铁心的低频振动。针对转子不圆度所导致的气隙磁场不对称现象,首先推导了定子铁心上特定点受到的周期性磁吸力表达式,获得铁心振动频率与转子磁极不圆度之间的关联规律。随后以1台334 MV·A水轮发电机为例仿真了机组正常和单个磁极、连续磁极、间隔磁极以及椭圆磁极等典型不圆度状态下的电磁力分布,进一步利用瞬态结构分析得到了定子铁心的振动特性。最后在MJF-30-6故障模拟机组上模拟了磁极不圆度造成的磁场不对称现象,定子铁心振动理论分析和仿真结果吻合。 展开更多

关键词 水轮发电机 转子不圆度 不平衡电磁力 瞬态结构分析 定子铁心振动

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以香草醛为原料的含磷生物基阻燃树脂的制备与性能研究

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作者 张重远 白怡宁 +3 位作者 刘贺晨 刘畅 黎馨阳 江钰哲 《绝缘材料》 北大核心 2025年第6期76-87,共12页

针对当前环氧树脂在电气绝缘及阻燃领域应用中所面临的挑战,利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和可再生资源香草醛,合成一种含磷的生物基阻燃树脂——双(甲基丙烯酸酯基-4-羟基-3-甲氧基苯基)磷酸二苯酯(DGEBDB),将DGEBDB... 针对当前环氧树脂在电气绝缘及阻燃领域应用中所面临的挑战,利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和可再生资源香草醛,合成一种含磷的生物基阻燃树脂——双(甲基丙烯酸酯基-4-羟基-3-甲氧基苯基)磷酸二苯酯(DGEBDB),将DGEBDB(质量分数为0%、25%、50%、75%)与双酚A型环氧树脂(DGEBA)共混制备固化材料,并对其阻燃性能、热性能、力学性能和电气性能等进行了分析研究。结果表明:当DGEBDB的质量分数为75%时,环氧共混体系的LOI由22.6%提升至34.2%,并在UL 94垂直燃烧实验中达到V-0的阻燃级别。锥形量热实验进一步表明,DGEBDB在高温环境下能有效降低热释放速率(HRR)和总热释放(THR),显示出卓越的防火特性。电气性能测试结果显示,即便在DGEBDB掺杂质量分数高达75%的情况下,环氧固化物的电性能依然保持优良,确保了DGEBDB在电气应用中的稳定可靠性。力学性能测试显示,随着DGEBDB含量的增加,环氧固化物的弯曲强度和拉伸强度也相应提高,表明环氧固化物结构完整性和负载承受能力的提升。因此,DGEBDB的加入显著增强了复合材料阻燃性能,同时保持了环氧树脂较为优良的热性能、力学性能和电性能,当DGEBDB质量分数为25%时,各项性能综合表现最佳,具有较好的实际应用前景。 展开更多

关键词 香草醛 DOPO 双酚A环氧树脂 阻燃 电工设备

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考虑应力作用下取向硅钢片的改进损耗分离模型

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作者 李慧奇 廖峪茹 +2 位作者 马光 杨光 张枫 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3097-3106,共10页

传统的损耗分离模型未考虑机械应力对损耗特性的影响,当取向硅钢片受到沿轧制方向的拉应力或压应力时,传统损耗分离模型存在较大误差。该文对机械应力下取向硅钢片的损耗特性进行了实验研究,获得了工频正弦激励及低频激励下不同拉、压... 传统的损耗分离模型未考虑机械应力对损耗特性的影响,当取向硅钢片受到沿轧制方向的拉应力或压应力时,传统损耗分离模型存在较大误差。该文对机械应力下取向硅钢片的损耗特性进行了实验研究,获得了工频正弦激励及低频激励下不同拉、压应力对取向硅钢片损耗构成的影响规律,并从磁化机理进行了分析。基于传统的损耗分离模型、应力下取向硅钢片的损耗特性,根据取向硅钢片的剩余损耗参数、磁滞能量损耗的应力相关性,给出一种考虑应力作用下剩余损耗和磁滞能量损耗的修正方法,得到计及机械应力作用下改进的取向硅钢片的损耗分离模型。应用该文改进后的损耗分离模型对不同激励、不同型号的取向硅钢片的损耗构成进行了计算分析和实验验证,结果表明,改进后损耗分离模型的计算结果与实验结果吻合,验证了所提方法的有效性和计算精度。 展开更多

关键词 损耗分离模型 机械应力 取向硅钢片 剩余损耗 磁滞损耗

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用于光伏板静电除尘的单壁碳纳米管透明导电薄膜老化性能研究

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作者 刘云鹏 李浩义 +3 位作者 李乐 尹晓萱 吴欣玥 周松松 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期864-877,共14页

该文基于光伏板静电除尘的应用需求,制备得到一种单壁碳纳米管透明导电薄膜。首先搭建人工加速光老化、盐雾老化、高温老化、高低温老化实验平台,开展单壁碳纳米管透明导电薄膜的老化实验,并进行薄膜的耐老化性能分析。然后搭建光伏板... 该文基于光伏板静电除尘的应用需求,制备得到一种单壁碳纳米管透明导电薄膜。首先搭建人工加速光老化、盐雾老化、高温老化、高低温老化实验平台,开展单壁碳纳米管透明导电薄膜的老化实验,并进行薄膜的耐老化性能分析。然后搭建光伏板静电除尘实验平台,对该薄膜在静电除尘中的应用效果进行评价。实验结果表明,高温老化和高低温老化对单壁碳纳米管透明导电薄膜结构形貌和光电性能的影响较小,而经过2 000 h光老化和盐雾老化后,薄膜方阻分别上升至未老化时的14.6倍和28.7倍。盐雾老化造成部分导电薄膜从基底上脱落,使得静电除尘率由未老化时的98.35%下降至81.76%,而其他三种类型的老化不会对静电除尘效果造成明显影响。最后采用整合自回归移动平均模型预测单壁碳纳米管透明导电薄膜的品质因数和应用寿命。研究结果对单壁碳纳米管透明导电薄膜在以光伏玻璃外表面为代表的室外应用场景下的有效使用和寿命评估具有重要意义。 展开更多

关键词 单壁碳纳米管 透明导电薄膜 人工加速老化 静电除尘

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蒙脱土改性聚脲复合电杆防护层耐盐雾性研究

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作者 刘贺晨 肖斯瑶 +2 位作者 张铭嘉 吴鹏 韦斯贶 《绝缘材料》 北大核心 2025年第4期62-72,共11页

对复合电杆的聚脲防护涂层作耐盐碱性改性能够提高复合电杆在盐碱重污秽地区的运行可靠性。本文利用硅烷偶联剂KH550对蒙脱土进行表面处理,分析不同含量蒙脱土改性聚脲树脂对于电杆复合材料的盐雾防护效果。结果表明:盐雾老化28 d后,质... 对复合电杆的聚脲防护涂层作耐盐碱性改性能够提高复合电杆在盐碱重污秽地区的运行可靠性。本文利用硅烷偶联剂KH550对蒙脱土进行表面处理,分析不同含量蒙脱土改性聚脲树脂对于电杆复合材料的盐雾防护效果。结果表明:盐雾老化28 d后,质量分数为1.5%的蒙脱土改性聚脲树脂(样品PFRP-4)性能稳定性较好,其弯曲性能和拉伸性能分别降低了12.77%和25.70%,电气强度和闪络电场强度的保持率分别达到了77.60%和83.83%。盐雾老化后,样品PFRP-4表面破坏程度较小,热失重较低,残留率为67.15%。蒙脱土能有效填充聚脲树脂中的自由体积和裂缝,吸附水分子及腐蚀离子,降低涂层整体的吸水率,样品PFRP-4防护涂层可有效提高复合材料的憎水性和热稳定性,且具有良好的粘接性能,可为复合电杆在高盐雾、高湿度等恶劣环境下的运行提供有力保障。 展开更多

关键词 复合电杆 聚脲涂层 盐雾老化 蒙脱土改性

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基于漏磁引流效应的凸极同步发电机转子磁极不圆度检测

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作者 武玉才 刘艳泽 +3 位作者 叶超 周天华 杨光勇 白雨卉 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期1-11,共11页

大型凸极同步发电机组的转子磁极不圆度超出允许值时,易导致定子铁心剧烈振动、转子扫膛等运行事故。此类故障在电机漏磁场中呈现出相应特征,通过精准采集并分析机壳漏磁信号,可实现对转子磁极不圆度的在线检测。首先,分析转子磁极外缘... 大型凸极同步发电机组的转子磁极不圆度超出允许值时,易导致定子铁心剧烈振动、转子扫膛等运行事故。此类故障在电机漏磁场中呈现出相应特征,通过精准采集并分析机壳漏磁信号,可实现对转子磁极不圆度的在线检测。首先,分析转子磁极外缘在不同凹凸形态下引起的气隙磁场特征,基于发电机定子机壳导磁性,指出机壳漏磁通频谱中包含转子磁极不圆度的故障判据,即k/p次谐波分量;其次,提出在定子机壳紧密贴合U型铁心,人为制造引流回路增强漏磁通,并对其上缠绕的测量线圈感应电压进行频谱分析,实现对转子磁极不圆度故障的实时检测;最后,在一台凸极同步发电机组上完成故障模拟实验,结果表明,感应电压频谱的1/2和3/2次谐波幅值随故障加剧而增大,能够有效检测转子磁极不圆度故障。 展开更多

关键词 凸极同步发电机 转子磁极不圆度 漏磁通分析 引流效应 测量线圈 频谱分析

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不同分子量聚醚胺共混对环氧复合泡沫绝缘材料热性能及电气性能的影响分析 被引量：4

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作者 刘贺晨 董鹏 +3 位作者 周松松 刘云鹏 魏利伟 李乐 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期2589-2601,共13页

环氧基复合泡沫(SF)具有轻质高绝缘的特点,电气和理化性能优异,作为芯体绝缘材料具有良好的应用前景。该文使用聚醚胺作为SF材料树脂基体的固化剂,研究不同分子量的聚醚胺共混对SF材料固化反应机理、热学性能、力学性能及电气性能的影... 环氧基复合泡沫(SF)具有轻质高绝缘的特点,电气和理化性能优异,作为芯体绝缘材料具有良好的应用前景。该文使用聚醚胺作为SF材料树脂基体的固化剂,研究不同分子量的聚醚胺共混对SF材料固化反应机理、热学性能、力学性能及电气性能的影响。研究结果显示,随着高分子量的聚醚胺(D-2000)添加量的逐渐增加,固化时的内部温度出现明显下降,固化反应的放热量逐渐减少。但是当D-2000添加量在30%~40%时材料的拉伸强度、断裂伸长率以及材料的电气性能均有不同程度的下降。结果表明,不同分子量的聚醚胺共混的SF体系可明显减轻热集中带来的烧芯现象,其中D-2000含量为20%时的SF材料综合性能优异,这为解决SF材料工艺生产问题和应用领域的扩展提供了新的思路。 展开更多

关键词 复合泡沫 聚醚胺 环氧树脂 有机微球 热性能

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定子并联支路对主磁场不对称度的弱化效果评估

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作者 陈冰兵 武玉才 +1 位作者 纪璇 朱新凯 《中国电力》 北大核心 2025年第5期189-198,共10页

转子绕组匝间短路是汽轮发电机的一种弱特征电气故障,使得故障检测较为困难。本文研究了汽轮发电机定子绕组并联支路内部环流对转子绕组匝间短路所产生的不对称磁场的弱化效应,推导了故障状态下励磁磁场表达式,得到定子绕组并联支路环... 转子绕组匝间短路是汽轮发电机的一种弱特征电气故障,使得故障检测较为困难。本文研究了汽轮发电机定子绕组并联支路内部环流对转子绕组匝间短路所产生的不对称磁场的弱化效应,推导了故障状态下励磁磁场表达式,得到定子绕组并联支路环流表达式,以及环流所产生的磁场表达式,发现了环流磁场对原本不对称磁场的抵消作用。以一台300 MW汽轮发电机为例进行有限元仿真,证明了汽轮发电机定子绕组并联支路结构对转子绕组匝间短路故障特征的弱化效应,研究结论有助于分析转子绕组匝间短路故障特征的外在表象、原因,也为故障诊断阶段的特征提取提供了理论支持。 展开更多

关键词 汽轮发电机 转子绕组匝间短路 诊断 并联支路环流法 不对称磁场

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基于静电吸附机理的光伏组件无水化除尘方法研究

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作者 李浩义 刘云鹏 +3 位作者 李乐 王悦如 吴欣玥 尹晓萱 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期606-613,共8页

为解决光伏组件表面积尘引起的发电效率降低问题,提出一种基于静电吸附机理的光伏组件无水化除尘方法。在给出除尘机理、灰尘颗粒荷电参数并进行除尘装置结构设计的基础上,采用COMSOL Multiphysics软件分析除尘区域的电场、电势分布及... 为解决光伏组件表面积尘引起的发电效率降低问题,提出一种基于静电吸附机理的光伏组件无水化除尘方法。在给出除尘机理、灰尘颗粒荷电参数并进行除尘装置结构设计的基础上,采用COMSOL Multiphysics软件分析除尘区域的电场、电势分布及不同粒径的灰尘颗粒在除尘区域中的运动情况,并搭建光伏组件静电吸附式除尘实验平台进行实验。结果表明,大粒径的灰尘颗粒更易被清除,静电除尘率最高可达99.56%,除尘后光伏组件发电效率可达表面无尘状态的97.73%,所提方法能够实现光伏组件表面有效且高效的除尘。 展开更多

关键词 静电装置 除尘设备 光伏效应 光伏发电

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PBO纤维增强复合泡沫绝缘材料的制备及性能研究 被引量：1

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作者 刘云鹏 麻云帆 +5 位作者 刘贺晨 张铭嘉 周松松 李乐 田正波 苏铮 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2023年第9期43-48,共6页

为了提高支柱复合绝缘子芯体用复合泡沫材料的强度,使用聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维增强复合泡沫材料,通过研究不同含量PBO纤维对复合泡沫材料热学、力学和绝缘性能的影响,确定适合于内绝缘应用的纤维含量。结果表明:PBO纤维的加入赋... 为了提高支柱复合绝缘子芯体用复合泡沫材料的强度,使用聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维增强复合泡沫材料,通过研究不同含量PBO纤维对复合泡沫材料热学、力学和绝缘性能的影响,确定适合于内绝缘应用的纤维含量。结果表明:PBO纤维的加入赋予了复合泡沫材料抵抗冲击破坏的能力,当PBO纤维质量分数为0.4%时,复合泡沫材料落锤冲击试验吸收的能量达到最高;PBO纤维的加入能够降低材料的热膨胀率,提升热稳定性,降低潜在的热应力风险,且对复合泡沫材料的内绝缘性能影响不大。 展开更多

关键词 复合泡沫 PBO纤维 环氧树脂 热性能 力学性能

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热氧老化对基于双重动态共价键的可降解树脂性能的影响

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作者 刘贺晨 刘畅 +2 位作者 孙章林 刘云鹏 江钰哲 《电工技术学报》 北大核心 2025年第9期2944-2957,共14页

双重动态交联环氧树脂材料因其良好的动态性能已在环保型电力设备中得到重要应用,但其在高温、高压、湿热环境下的长期服役可靠性仍面临挑战。该文制备了不同二硫键含量的动态酯键与二硫键的双重交联可降解树脂,系统地研究了其在不同老... 双重动态交联环氧树脂材料因其良好的动态性能已在环保型电力设备中得到重要应用,但其在高温、高压、湿热环境下的长期服役可靠性仍面临挑战。该文制备了不同二硫键含量的动态酯键与二硫键的双重交联可降解树脂,系统地研究了其在不同老化阶段的微观形态、电气性能、弯曲性能、动态热力学性能以及降解性能,并基于热重点斜法建立了其快速热老化寿命评估模型。研究结果表明,二硫键的引入导致双重动态交联网络更容易受到热氧老化的影响。在220℃下老化720 h后,S—S键摩尔分数为30%的基于酯交换和二硫键的双重动态键类玻璃化环氧树脂的弯曲强度由18.41 MPa下降至5.13 MPa,断裂类型转变为脆断;击穿场强由41 kV/mm下降至39.12 kV/mm,介质损耗因数由2.98×10^(-3)升高至3.64×10^(-3),发生明显绝缘劣化。热氧老化会影响树脂动态交联网络,导致树脂玻璃化转变温度由133.9℃升高至196.1℃,降解效率下降。该文为改善双重动态交联环氧树脂材料的性能提供了重要参考,有助于推动环保型电力设备的进一步发展和应用。 展开更多

关键词 类玻璃聚合物 双重动态交联 可降解环氧树脂 热氧老化 寿命评估

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基于亚胺键的香草醛基可降解环氧树脂综合性能研究

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作者 刘云鹏 黎馨阳 +2 位作者 刘贺晨 白怡宁 江钰哲 《电工技术学报》 北大核心 2025年第7期2267-2281,共15页

双酚A型环氧树脂(DGEBA)因其优异的综合性能被广泛应用于环氧绝缘电气设备中,但由于环氧树脂固化后会形成永久性的三维交联网络,导致大量电气设备退役后无法实现高效降解和回收利用,造成严重的资源浪费和环境污染。该文采用香草醛为原料... 双酚A型环氧树脂(DGEBA)因其优异的综合性能被广泛应用于环氧绝缘电气设备中,但由于环氧树脂固化后会形成永久性的三维交联网络,导致大量电气设备退役后无法实现高效降解和回收利用,造成严重的资源浪费和环境污染。该文采用香草醛为原料,同时引入动态亚胺键制备可降解香草醛基类玻璃化环氧树脂(EDV)。将DGEBA和EDV进行共混,试验分析不同共混比例下树脂的电学、热学、力学基本服役特性,并对其降解回收利用性能进行探索。研究结果表明:当DGEBA和EDV摩尔比例为0.75:0.25时,共混树脂具有优异的热力学性能,其中玻璃化转变温度高达159℃。含EDV的环氧树脂均表现出降解和自修复特性,最快可在10h内完成降解,在180℃高温下可在1 h内完成自修复。含EDV的环氧树脂表现出优异的物理化学回收性能,回收树脂的最大电气击穿强度保持在98%以上。含动态亚胺键的香草醛类玻璃化树脂体系有望为电气设备材料的环保升级提供新的选择方向和技术支撑。 展开更多

关键词 类玻璃化高分子(Vitrimer) 环氧树脂 香草醛 亚胺键 降解回收

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基于DMST-PSO算法的海上风电集电系统升压站优化选址

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作者 李岩 刘晓坤 +3 位作者 赵文乾 宋浩源 甄冠成 梁雨薇 《电力科学与技术学报》 北大核心 2025年第3期133-140,共8页

集电系统海上升压站的选址对海上风场的建设运营成本有重要影响,海上升压站的选址问题本质上是基于海缆线路拓扑的优化问题,如何获取海缆铺设最优路径则是升压站选址寻优的关键所在。融合动态边权的最小生成树(dynamic minimum spanning... 集电系统海上升压站的选址对海上风场的建设运营成本有重要影响,海上升压站的选址问题本质上是基于海缆线路拓扑的优化问题,如何获取海缆铺设最优路径则是升压站选址寻优的关键所在。融合动态边权的最小生成树(dynamic minimum spanning tree,DMST)算法与粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,以经济性最优为目的,提出一种DMST-PSO算法用于海上风电集电系统升压站选址。该算法首先通过DMST算法获取以海上升压站坐标位置为自变量的最小成本函数,然后以该函数值最小为目标采用PSO算法进行选址优化。算例表明,使用DMST-PSO算法可以实现海上升压站经济性最优选址,该方法具有计算效率高、收敛速度快的优点。 展开更多

关键词 海上升压站 集电系统拓扑优化 最小生成树 粒子群算法

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热氧老化对基于酯交换的可降解环氧树脂服役性能与降解特性的影响

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作者 刘贺晨 江钰哲 +2 位作者 刘云鹏 周松松 刘畅 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4017-4031,共15页

为了探索可降解环氧树脂的长期服役可靠性,该文针对以三乙醇胺为酯交换催化剂的可降解环氧树脂开展了长期热氧老化试验,分析了老化温度、老化时间和催化剂含量对树脂电学、热学、力学基础服役性能的影响规律。研究结果表明,随着老化时... 为了探索可降解环氧树脂的长期服役可靠性,该文针对以三乙醇胺为酯交换催化剂的可降解环氧树脂开展了长期热氧老化试验,分析了老化温度、老化时间和催化剂含量对树脂电学、热学、力学基础服役性能的影响规律。研究结果表明,随着老化时间、温度的增加,可降解环氧树脂的服役性能有一定程度的下降,但仍保持良好的电-热-力性能。在220℃老化49天后,可降解树脂体系的综合性能略差于传统树脂,其中以环氧基团:催化剂=1:0.05的摩尔比例引入三乙醇胺后的树脂综合性能较优,其老化后击穿场强为35.3 kV/mm,体积电阻率为28.5×10^(16)Ω·m,介质损耗因数为7.6×10^(-3),弯曲强度为50.6 MPa,温度指数为163.13℃。最后研究了热氧老化对可降解树脂降解特性的影响,发现热氧老化显著地降低了可降解树脂的降解效率。该文研究结果能够有效地支撑可降解环氧树脂的推广应用。 展开更多

关键词 热氧老化 环氧树脂 电气性能 力学性能 降解特性

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低频电压下含纤维素颗粒变压器油绝缘特性及影响因素 被引量：7

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作者 刘云鹏 赵家莹 +2 位作者 刘贺晨 赵涛 尹子澳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1198-1207,共10页

低频变压器是低频输电系统中的关键设备,低频电压下的绝缘特性对其设计及运行具有重要意义。该文为了研究低频电压下含纤维素颗粒的变压器油的绝缘特性,分别研究20、30、40、50 Hz四种频率交流电压下不同纤维素颗粒度(低、中、高)水平... 低频变压器是低频输电系统中的关键设备,低频电压下的绝缘特性对其设计及运行具有重要意义。该文为了研究低频电压下含纤维素颗粒的变压器油的绝缘特性,分别研究20、30、40、50 Hz四种频率交流电压下不同纤维素颗粒度(低、中、高)水平的变压器油击穿特性。同时,通过仿真及试验分析不同频率下变压器油中纤维素颗粒运动及积聚过程。研究结果表明,交流电压频率对变压器油中纤维素颗粒的成桥特性及击穿电压具有显著影响。随着频率的降低,纤维素颗粒向电极移动速度变慢并难以黏附在电极表面,减缓了纤维素颗粒在电极表面的积聚过程及杂质小桥的形成速度。相同频率交流电压下,变压器油击穿电压均随颗粒物浓度的升高而降低;相同纤维素颗粒浓度下,变压器油击穿电压随着频率的降低而增大。研究结果为低频变压器的设计及运行维护提供了基础数据支撑。 展开更多

关键词 变压器油 交流电压 低频输电 纤维素颗粒 运动

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