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废固电工环氧树脂及其复合材料降解回收策略研究综述
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作者 张冠军 赵鑫 +2 位作者 曾世胤 高国新 李文栋 《高电压技术》 北大核心 2025年第7期3258-3269,共12页
环氧树脂作为电力行业中广泛应用的热固性材料,其难溶性和难熔性使得降解回收面临重大挑战。传统处理方法,如填埋和焚烧,不仅污染环境,还会造成资源浪费。而且,其原材料多源自石油化工提炼,资源短缺问题日益凸显。因此,为实现环氧树脂... 环氧树脂作为电力行业中广泛应用的热固性材料,其难溶性和难熔性使得降解回收面临重大挑战。传统处理方法,如填埋和焚烧,不仅污染环境,还会造成资源浪费。而且,其原材料多源自石油化工提炼,资源短缺问题日益凸显。因此,为实现环氧树脂资源的降解回收,减轻环境压力,通过文献调研综述了国内外电工环氧树脂及其复合材料(酸酐固化环氧树脂体系)的降解回收现状,并针对废固环氧树脂的降解回收技术进行了深入分析。总结了物理回收和化学回收方法,其中化学回收又分为非选择性和选择性回收两类。评述了各方法的优势与不足,最后对废固树脂的降解回收发展趋势进行了展望,为实现环氧树脂复合材料的全回收提供一定参考。 展开更多
关键词 酸酐固化环氧树脂 复合材料 降解回收 物理回收 化学回收
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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
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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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直线变压器驱动源模块中自放电气体火花开关绝缘恢复的研究
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作者 文振明 王志国 +3 位作者 吕明辉 姜晓峰 范思源 邱爱慈 《高电压技术》 北大核心 2025年第2期686-697,共12页
直线变压器驱动源(linear transformer driver,LTD)模块中的气体开关在充电过程中发生自放电后,会通过充电隔离电阻与其余支路的储能电容构成放电回路,这使得开关气体间隙的绝缘无法立即恢复,影响整个LTD模块的充电可靠性和一致性。为... 直线变压器驱动源(linear transformer driver,LTD)模块中的气体开关在充电过程中发生自放电后,会通过充电隔离电阻与其余支路的储能电容构成放电回路,这使得开关气体间隙的绝缘无法立即恢复,影响整个LTD模块的充电可靠性和一致性。为此首先基于单级LTD模块的电路仿真模型分析了自放电开关中的电流特性,自放电开关在本支路放电完毕后还存在数安培过阻尼衰减形式的泄漏电流。然后搭建了1个等价性实验平台以探究存在电阻-电容(R-C)放电续流时气体开关的绝缘恢复特性。分别研究了储能电容充电电压、开关运行气压以及开关间隙数量对续流持续时间以及续流截止阈值的影响。实验结果表明,续流的存在使得气体开关绝缘恢复所需时间延长了几十毫秒。随着开关运行气压的上升,续流持续时间略有增加,续流截止阈值有所减小。其余2个因素基本不影响续流特性,大多数情况下续流的截止阈值为0.4~0.6 A。不同大小隔离电阻下自放电开关泄漏电流持续时间存在最大值,综合考虑隔离能力和对模块充电一致性的影响,推荐隔离电阻的取值为50~100 kΩ。 展开更多
关键词 直线变压器驱动源 气体开关 自放电 泄漏电流 绝缘恢复 充电隔离电阻
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基于动态受阻脲键的可修复硅橡胶绝缘材料制备与性能研究
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作者 王大为 尚英强 +4 位作者 刘青 郑天宇 徐毅明 吕泽鹏 张磊 《绝缘材料》 北大核心 2025年第5期22-29,共8页
为实现硅橡胶绝缘材料的可修复性和再加工性,可向其结构网络中引入可修复性基团以延长材料使用寿命,减少电力系统运行安全隐患。本文使用硅烷偶联剂在硅橡胶主链上接入氨基,并利用异氰酸酯与受阻胺的可逆反应向硅橡胶网络中引入动态受... 为实现硅橡胶绝缘材料的可修复性和再加工性,可向其结构网络中引入可修复性基团以延长材料使用寿命,减少电力系统运行安全隐患。本文使用硅烷偶联剂在硅橡胶主链上接入氨基,并利用异氰酸酯与受阻胺的可逆反应向硅橡胶网络中引入动态受阻脲键,制备得到一种具有可修复性的硅橡胶材料,然后研究硅橡胶的力学性能、电气性能、可修复性能以及可再加工性能。结果表明:含动态受阻脲键的硅橡胶绝缘性能达到应用标准;在一定温度和压力下,硅橡胶样品可以修复机械损伤和电击穿损伤,且修复效率较高;通过切块-热压工序可以将样品进行再加工,再加工后的样品仍可以保留一定的力学性能和电气绝缘性能。 展开更多
关键词 硅橡胶 动态受阻脲键 可修复
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绝缘材料对气固界面电荷积聚诱导沿面放电特性的影响
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作者 李奕萱 张博雅 +3 位作者 陶海斐 李杰 袁宵 李兴文 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第17期6968-6978,I0030,共12页
直流电压下气固界面绝缘的电荷积聚及其引发的沿面闪络电压下降问题是制约高电压等级直流气体绝缘设备发展的关键。研究绝缘材料对电荷诱导沿面放电的影响对高性能绝缘材料的研发,提高直流气体绝缘设备运行可靠性具有重要意义。首先搭... 直流电压下气固界面绝缘的电荷积聚及其引发的沿面闪络电压下降问题是制约高电压等级直流气体绝缘设备发展的关键。研究绝缘材料对电荷诱导沿面放电的影响对高性能绝缘材料的研发,提高直流气体绝缘设备运行可靠性具有重要意义。首先搭建了气固界面电荷预置与沿面闪络实验平台,针对聚碳酸酯(polycarbonate,PC),聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA),和Al2O3掺杂的环氧树脂(epoxy resin,EP)这3种绝缘材料分别开展了电荷积聚诱导沿面放电实验,测量了绝缘材料的二次电子发射特性及陷阱分布特性,分析了绝缘材料微观参数对沿面放电的影响机理以及绝缘材料对电荷积聚诱导沿面放电的影响规律和关键影响因素。研究结果表明,正电荷的积聚抑制了正流注的发展,负电荷的积聚促进正流注的发展。绝缘材料的二次电子发射系数(secondary electron emission yield,SEEY)主要贡献于流注通道的电荷密度,而随着陷阱能级的下降,绝缘材料更容易发生沿面放电。绝缘材料的沿面流注放电通道对电场的敏感程度是决定界面电荷对沿面放电影响的重要因素。 展开更多
关键词 雷电冲击电压 气固界面电荷 沿面放电 绝缘材料 电荷分布
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酸酐固化环氧绝缘材料氯成分定量方法
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作者 吴治诚 朱清哲 +3 位作者 张泽昊 高超 王国利 张乔根 《高电压技术》 北大核心 2025年第7期3299-3305,共7页
环氧绝缘材料的氯成分定量分析对电力设备故障溯源与先进电工材料研发具有重要意义,但环氧材料高度交联,不溶不熔,限制了现有分析方法的适用性。文中采用碱/醇协同的降解反应,将交联网络解聚为小分子降解产物,提出了环氧绝缘材料的氯成... 环氧绝缘材料的氯成分定量分析对电力设备故障溯源与先进电工材料研发具有重要意义,但环氧材料高度交联,不溶不熔,限制了现有分析方法的适用性。文中采用碱/醇协同的降解反应,将交联网络解聚为小分子降解产物,提出了环氧绝缘材料的氯成分定量分析方法。结果表明,氢氧化钠/乙二醇(Na OH/EG)降解前处理方法通过高效的亲核取代反应,使交联网络解聚,有机氯完全转化为无机氯(>99%)。结合离子色谱准确测定了材料总氯含量(质量分数),相对误差小于0.4%,理论定量限小于1.640×10^(-6),验证了降解-离子色谱法的准确性。进一步采用燃烧离子色谱联用技术测定了有机氯含量,通过差减法计算得出无机氯含量,实现了材料中全部类型氯的精确定量分析。由结果可知,降解-离子色谱法能够准确定量酸酐固化环氧绝缘材料中的氯成分,不仅拓展了环氧绝缘材料的杂质表征方法学,并为电力设备性能评估与故障诊断提供了新的思路。 展开更多
关键词 酸酐固化环氧绝缘材料 氯含量 定量分析 化学降解 离子色谱 燃烧离子色谱联用
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预鉴定试验对220 kV交联聚乙烯电缆绝缘材料性能的影响
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作者 侯帅 范珍友 +2 位作者 徐曼 展云鹏 傅明利 《电工技术学报》 北大核心 2025年第21期6871-6881,共11页
为评价基于国产交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料的220 kV电缆长期运行的可靠性,该文研究了220 kV交联聚乙烯绝缘电缆在预鉴定试验后主绝缘的长期老化性能。以同批次预鉴定试验前预留新电缆为参照,对预鉴定试验后电缆绝缘层分为内、中、外三层... 为评价基于国产交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料的220 kV电缆长期运行的可靠性,该文研究了220 kV交联聚乙烯绝缘电缆在预鉴定试验后主绝缘的长期老化性能。以同批次预鉴定试验前预留新电缆为参照,对预鉴定试验后电缆绝缘层分为内、中、外三层取样,采用红外光谱、热失重分析法、差示扫描量热法、凝胶含量、力学性能、电气性能等测试对绝缘材料热氧老化前后的性能进行系统研究。红外光谱测试结果表明,小分子交联副产物在预鉴定试验过程的热作用下扩散逸出,芳香酮羰基含量减少,交联聚乙烯氧化断链,导致氧化产物饱和脂肪酸酯/酮羰基含量增加。残余的交联剂促使XLPE在预鉴定试验中继续发生交联反应,交联度小幅提高。差示扫描量热试验结果表明,预鉴定试验的热应力促使晶体完善,材料结晶度增加。预鉴定试验后,国产220 kV交联聚乙烯电缆主绝缘材料的力学性能变化率较小,交流击穿强度满足标准限值。 展开更多
关键词 电力电缆 预鉴定试验 交联聚乙烯绝缘 老化 材料形态结构
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电缆终端应力锥材料和绝缘带材与聚异丁烯的相容性研究
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作者 巩智利 张晓晶 +1 位作者 吕玉春 宋浩永 《绝缘材料》 北大核心 2025年第7期113-120,共8页
电缆终端结构材料与绝缘油的相容性对于电缆的安全稳定运行具有重要影响。本文通过分析电缆终端应力锥材料硅橡胶、乙丙绝缘自粘带和卤化丁基+乙丙防水绝缘带在相容性试验前后的形貌、溶胀性能和力学性能变化以及聚异丁烯在相容性试验... 电缆终端结构材料与绝缘油的相容性对于电缆的安全稳定运行具有重要影响。本文通过分析电缆终端应力锥材料硅橡胶、乙丙绝缘自粘带和卤化丁基+乙丙防水绝缘带在相容性试验前后的形貌、溶胀性能和力学性能变化以及聚异丁烯在相容性试验前后的理化性能和介电性能变化,并结合衰减全反射傅里叶变换红外光谱和热重分析等手段,研究了电缆终端材料与聚异丁烯的相容性。结果表明:应力锥材料硅橡胶与聚异丁烯的相容性良好,乙丙绝缘自粘带和卤化丁基+乙丙防水绝缘带与聚异丁烯的相容性不佳,浸渍绝缘带材的聚异丁烯的理化性能和介电性能在相容性试验后也发生了劣化。 展开更多
关键词 相容性 电缆终端 硅橡胶 绝缘带材 聚异丁烯
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GIS带电操作下金属微粒起跳吸附及诱发绝缘子沿面闪络特性 被引量:3
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作者 李晓昂 杨晓宇 +3 位作者 吕肖肖 向岭 王浩 张乔根 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1025-1037,共13页
国家电网公司超/特高压金属封闭组合电器(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)故障统计表明,开关带电操作后秒级至分钟级内发生故障的占比较高,疑与开关操作机械振动激发异物运动有关。针对于此,构建了126 kV真型GIS模拟操作... 国家电网公司超/特高压金属封闭组合电器(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)故障统计表明,开关带电操作后秒级至分钟级内发生故障的占比较高,疑与开关操作机械振动激发异物运动有关。针对于此,构建了126 kV真型GIS模拟操作试验平台,重点研究了带电操作下绝缘子附近金属微粒运动及放电特性。结果表明,断路器带电操作产生机械振动的峰值可达100g(g表示重力加速度),持续时间30~50 ms,会明显降低金属微粒起跳场强,激发微粒运动。当受激微粒位于绝缘子附近时,可吸附于绝缘子表面,并产生“转向”行为,即线形微粒沿着电场线方向排布。当多个微粒同时吸附时,由于多微粒对电场的畸变作用,微粒会产生“转向”、“吸引”等行为,并最终形成“多星连珠”的径向排列趋势。最后试验研究了0.4 MPa SF6中不同微粒数量对126 kV真型盆式绝缘子沿面闪络电压的影响规律,发现吸附微粒可显著降低盆式绝缘子闪络电压,特别是当微粒形成“多星连珠”排列时,闪络电压可降至126k VGIS工频耐压值的52%。该文研究阐明了GIS带电操作条件下异物起跳吸附和诱发绝缘子闪络的基本过程,对于认识带电操作下GIS突发放电机理和绝缘优化具有很好的参考作用。 展开更多
关键词 金属封闭组合电器 金属微粒 断路器操作 冲击振动 闪络
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电气设备局部放电检测技术述评:2015—2025 被引量:3
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作者 李军浩 韩旭涛 +4 位作者 王昊天 周阳 陈欢 郭若琛 司文荣 《高电压技术》 北大核心 2025年第7期3132-3158,共27页
局部放电作为电气设备绝缘劣化与故障发展的重要前兆,其检测与分析技术贯穿电气设备全生命周期,是评价绝缘状态最为关键的参量。近十年来,随着局部放电研究与实践的不断深入以及新兴技术的快速渗透,局部放电检测与分析技术实现了快速发... 局部放电作为电气设备绝缘劣化与故障发展的重要前兆,其检测与分析技术贯穿电气设备全生命周期,是评价绝缘状态最为关键的参量。近十年来,随着局部放电研究与实践的不断深入以及新兴技术的快速渗透,局部放电检测与分析技术实现了快速发展。该文从局部放电检测技术、定位方法与模式识别算法3个方面,系统综述了近十年来的重要研究成果。围绕局部放电检测中的误报漏报问题、现场缺陷模式识别准确性不足、局部放电动态诊断技术缺失、复杂工况下局放理论研究以及新型应用场景下检测与分析需求,深入讨论了当前研究与应用中存在的主要挑战。进一步提出,未来应加快多参量融合检测与新型传感技术的工程化应用,提升人工智能算法在实际现场缺陷识别中的实用性,加强局部放电动态诊断及复杂工况下局放演变机制研究,并拓展局放检测与分析技术在新兴场景下的应用。 展开更多
关键词 局部放电 检测技术 定位方法 诊断算法 多参量融合 光纤技术 人工智能 复杂工况
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基于ReaxFF的产气材料热解及动力学分析 被引量:1
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作者 汪倩 赵婉萌 +1 位作者 曹伟东 尚毅 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3082-3096,共15页
可再生能源的快速发展对电力系统中直流断路器的开断能力提出了重大挑战,基于产气材料的气吹灭弧技术可以极大地提高直流断路器的开断能力,然而目前并不清楚产气材料的宏观热解规律和微观热解机理。首先基于反应力场分子动力学分析了不... 可再生能源的快速发展对电力系统中直流断路器的开断能力提出了重大挑战,基于产气材料的气吹灭弧技术可以极大地提高直流断路器的开断能力,然而目前并不清楚产气材料的宏观热解规律和微观热解机理。首先基于反应力场分子动力学分析了不同热解温度和不同热解速率下典型产气材料聚酰胺66(PA66)的微观热解机理,发现PA66的初始断键发生在与酰胺基团相邻的C—C键,H_(2)和H_(2)O是PA66的主要热解气体,对其产生过程进行了分析。然后进行了四种不同升温速率下的热解实验,并基于Flynn-Wall-Ozawa等转化率模型获取PA66的活化能均值为194.85 kJ/mol,与分子动力学模拟得到的活化能195.015 kJ/mol较为接近,同时采用热裂解-气谱质谱实验分析了PA66的热解气体分布,在一定程度上验证了热解动力学计算方法的有效性。该研究为产气材料的宏观热解行为和微观热解机理提供了理论解释,同时为直流断路器用产气材料的性能评价提供了一定的方法基础。 展开更多
关键词 聚酰胺66(PA66) 热分解动力学 活化能 产气材料 反应力场(ReaxFF)
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基于EWT-WOA-ELM的电气线路发光连接诊断方法
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作者 吕亮 杨鹏涛 +2 位作者 朱恺 徐阳 汲胜昌 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第10期1547-1559,共13页
接触不良是低压线路中常见的火灾诱因,接触不良达到一定高温后会引发电气线路发生发光连接故障,具有极大的火灾隐患。为了对电气线路发光连接故障进行诊断,提出了基于经验小波变换(EWT)的时频域特征提取方法,并基于融合特征集,使用鲸鱼... 接触不良是低压线路中常见的火灾诱因,接触不良达到一定高温后会引发电气线路发生发光连接故障,具有极大的火灾隐患。为了对电气线路发光连接故障进行诊断,提出了基于经验小波变换(EWT)的时频域特征提取方法,并基于融合特征集,使用鲸鱼优化算法(WOA)获取了极限学习机(ELM)的最优输入权值和隐含阈值,并提出了基于EWT-WOA-ELM的神经网络模型。结果表明:模型的最优隐含层神经元个数为18,本模型交叉验证平均准确率和平均交叉熵损失分别为96%和0.6239,实现了不同工况下对正常状态、发光连接阶段前期和末期的故障诊断。采取不同试验室的数据使用本模型进行验证,发现模型识别状态与实际状态一致。 展开更多
关键词 发光连接 故障诊断 机器学习 极限学习机
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工频叠加冲击电压下GIS绝缘件沿面异物闪络电压与放电路径特性
13
作者 李晓昂 杨晓宇 +3 位作者 吕肖肖 向岭 王浩 张乔根 《高电压技术》 北大核心 2025年第9期4698-4705,共8页
金属封闭组合电器设备(gas-insulated switchgear,GIS)常遭受雷电、开关操作暂态等过电压侵袭,实际承受工频叠加冲击电压,一旦存在GIS绝缘件沿面异物缺陷,放电概率会显著增加,严重威胁设备安全运行。为此搭建工频叠加冲击电压试验平台,... 金属封闭组合电器设备(gas-insulated switchgear,GIS)常遭受雷电、开关操作暂态等过电压侵袭,实际承受工频叠加冲击电压,一旦存在GIS绝缘件沿面异物缺陷,放电概率会显著增加,严重威胁设备安全运行。为此搭建工频叠加冲击电压试验平台,研究GIS绝缘件沿面异物闪络电压和放电路径统计规律,对比分析叠加相位、异物尺寸的影响规律,揭示工频叠加冲击电压下沿面闪络机理。结果表明,不同叠加相位和极性下,闪络路径会呈现“竖直发展”和“绕开”2种典型模式,进而显著影响叠加放电电压U_(50%)。当反极性叠加时,闪络路径沿绝缘子电场中心线方向发展,放电出射角度θ≤25°,表明缺陷产生空间电荷促进了叠加电压下的放电发展,此时,U_(50%)较雷电冲击击穿电压U_(s)下降程度很大,闪络电压变化率k高达27.8%;同极性叠加时,闪络路径会“绕开”缺陷前方区域,放电出射角度θ明显增大,在40°~90°之间,且分散性较大,此时,缺陷产生空间电荷阻碍了叠加电压下的放电发展,U_(50%)降幅很小。此外,微粒曲率亦显著影响闪络路径和放电电压,尖锐微粒导致的k更大。在AC(φ=180°)/正LI时,随着微粒曲率从0.15 mm增加到0.5 mm,k值由15.8%减小至11.1%。该研究为揭示工频叠加冲击下GIS沿面闪络机理、提高GIS绝缘可靠性提供了一定参考和依据。 展开更多
关键词 GIS 绝缘缺陷 工频叠加冲击 闪络路径 放电特性
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开关柜内部PVC电缆绝缘材料过热产气的传感器检测方法研究 被引量:2
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作者 董驰 庞先海 +6 位作者 路士杰 乐相宏 雷芳菲 褚继峰 杨爱军 王小华 荣命哲 《全球能源互联网》 CSCD 北大核心 2024年第6期726-737,共12页
作为电力系统中的重要设备,开关设备电缆故障可能导致局部停电,传统的温度测量方法存在接触试验、成本高、盲区等缺点。为了克服这些限制,提出了一种基于半导体气体传感器检测开关柜中电缆过热的方法。首先,研究电缆外层绝缘常用的聚氯... 作为电力系统中的重要设备,开关设备电缆故障可能导致局部停电,传统的温度测量方法存在接触试验、成本高、盲区等缺点。为了克服这些限制,提出了一种基于半导体气体传感器检测开关柜中电缆过热的方法。首先,研究电缆外层绝缘常用的聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)材料的过热生成气体组分,基于分解气体类型,构建气体传感器阵列。其次,模拟电缆过热故障,采集气体传感器在不同温度下的响应曲线,通过响应曲线的阈值判断过热温度区间。最后,以此为基础设计开关柜电缆过热检测装置,该装置在通风橱中大电流模拟电缆过热场景中能准确的区分出开关柜电缆过热状态并发出警报。 展开更多
关键词 开关设备 PVC绝缘 过热检测 气体传感器 热分解
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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:5
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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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基于C-MOEA/D约束多目标优化算法的中频变压器绝缘结构全局优化设计方法 被引量:2
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作者 刘丰硕 汲胜昌 +1 位作者 党永亮 祝令瑜 《高电压技术》 北大核心 2025年第2期956-966,共11页
中频变压器是电力电子变压器的核心磁性元件,起电气隔离和电压变换的关键作用。对中频变压器绝缘结构进行优化设计可以有效提高变压器的绝缘可靠性和功率密度,得到了研究者的广泛关注。为此,提出了一种基于C-MOEA/D约束多目标优化算法... 中频变压器是电力电子变压器的核心磁性元件,起电气隔离和电压变换的关键作用。对中频变压器绝缘结构进行优化设计可以有效提高变压器的绝缘可靠性和功率密度,得到了研究者的广泛关注。为此,提出了一种基于C-MOEA/D约束多目标优化算法的中频变压器绝缘结构全局优化设计方法。根据中频变压器绝缘结构特点给出优化总体流程,并提出使用基于非支配排序和参考向量的遗传算法C-MOEA/D对绝缘结构参数优化。针对优化过程中存在的难题,首先构建了中频变压器二维电场分析参数化模型,以三维模型为基准,分析对比了其计算精度;其次通过拉丁超立方采样和基于方差的灵敏度分析方法确定影响最大场强的关键结构参数,固定灵敏度低的结构参数实现参数化模型决策变量降维;随后,根据中频变压器隔离电压波形搭建绝缘材料击穿场强测试平台,确定其常用绝缘材料的击穿场强并给出绝缘约束条件。最后以最大场强和体积为目标,对一台25 kV中频变压器的11个绝缘结构参数进行优化设计应用。优化结果表明:与原设计相比,最大场强下降19.6%,体积减小23.9%。 展开更多
关键词 中频变压器 遗传算法 灵敏度分析 绝缘结构优化 参数化模型 降维
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新型SF_(6)替代气体全氟甲基乙烯基醚的绝缘性能研究 被引量:1
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作者 张博雅 唐念 +7 位作者 孙东伟 姚雨阳 吕剑 曾纪珺 赵波 马义丁 李兴文 高文强 《高压电器》 北大核心 2025年第2期165-170,共6页
高压电力设备中大量使用的六氟化硫(SF_(6))气体具有极强的温室效应,在“双碳”目标驱动下,研究新型环保SF_(6)替代气体是目前电力行业的紧迫任务。首先通过高通量虚拟筛选出170个潜在的SF_(6)替代气体,建立了由19个化合物组成的潜在绝... 高压电力设备中大量使用的六氟化硫(SF_(6))气体具有极强的温室效应,在“双碳”目标驱动下,研究新型环保SF_(6)替代气体是目前电力行业的紧迫任务。首先通过高通量虚拟筛选出170个潜在的SF_(6)替代气体,建立了由19个化合物组成的潜在绝缘替代气体库,发现全氟甲基乙烯基醚(CF_(3)OCF=CF_(2))气体综合性能良好,绝缘强度较高,沸点约为-22℃,GWP小于1。接着重点针对CF_(3)OCF=CF_(2)气体的绝缘性能,开展了脉冲汤逊实验及雷电冲击击穿实验。实验结果表明,CF_(3)OCF=CF_(2)气体相对SF_(6)的绝缘强度大概为0.96~1.02。因此,从CF_(3)OCF=CF_(2)气体绝缘性能的角度来看,具有替代SF_(6)的潜力,验证了虚拟筛选方法的可行性。文中工作有力推动了新型环保绝缘气体的理论探索和创新发展。 展开更多
关键词 SF_(6)替代气体 高通量虚拟筛选 CF_(3)OCF=CF_(2)气体 脉冲汤逊实验 雷电冲击 绝缘强度
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特高压盆式绝缘子水压试验与中心嵌件结构优化 被引量:2
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作者 朱思佳 张语桐 +3 位作者 闫爽 张鹏飞 刘鹏 彭宗仁 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2506-2515,共10页
中心嵌件结构是影响特高压盆式绝缘子力学性能的关键,合理的结构优化设计可有效提升绝缘子水压破坏值和设计裕度,保障绝缘子安全稳定运行。为此,建立了盆式绝缘子的电场、应力场分布仿真计算模型,对比了不同中心嵌件结构型式方案;在此... 中心嵌件结构是影响特高压盆式绝缘子力学性能的关键,合理的结构优化设计可有效提升绝缘子水压破坏值和设计裕度,保障绝缘子安全稳定运行。为此,建立了盆式绝缘子的电场、应力场分布仿真计算模型,对比了不同中心嵌件结构型式方案;在此基础上进行优选,探究了中心嵌件应力释放槽和倒角过渡线典型结构参数对界面应力的影响,得出了中心嵌件的优化结构和绝缘子水压破坏机制,开展了试验验证。结果表明,凸起金属部分可以降低三结合区的应力分布。此外,靠近界面、深度增加的应力释放槽配合适当的加工宽度可以降低三结合点应力值,在界面端部用倒角过渡可以消除三结合点应力最大的现象。优化后绝缘子三结合点应力值可降低92.94%,界面应力最大值降低83.22%,绝缘子耐受4.5 MPa水压后仍可通过电气性能试验,验证了优化设计的有效性和可行性。研究结果可为盆式绝缘子的结构设计和优化调控提供参考。 展开更多
关键词 盆式绝缘子 中心嵌件 水压试验 应力分布 结构优化
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基于多物理场耦合的冬季电缆加热保温计算分析与实验研究
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作者 李华春 李俊树 +5 位作者 马震 刘磊 康晓伟 刘畅 朱占巍 李华强 《高压电器》 北大核心 2025年第6期164-171,共8页
电缆在低温环境下,其绝缘材料如交联聚乙烯、橡胶等材料的脆性增加,在敷设过程中受到外力更易出现开裂,威胁电缆安全运行。文中基于一款成盘电缆加热保温拖车,建立了电缆低温环境降温模型与拖车加热保温模型,对保温拖车在不同工况下的... 电缆在低温环境下,其绝缘材料如交联聚乙烯、橡胶等材料的脆性增加,在敷设过程中受到外力更易出现开裂,威胁电缆安全运行。文中基于一款成盘电缆加热保温拖车,建立了电缆低温环境降温模型与拖车加热保温模型,对保温拖车在不同工况下的保温效果进行计算分析,并对电缆升降温过程实验验证。结果表明:为满足敷设标准要求,电缆在出车前温度应不低于20℃;针对电缆升降温过程的仿真计算与实验验证结果与温度变化趋势一致,证明仿真模型与结果的准确性;保温拖车行车和驻车不同加热模式均能对成盘电缆起到良好的保温效果。加热保温拖车相较于传统成盘电缆加热保温措施具有更好的保温效果和更高的灵活性,降低了电缆冬季敷设成本,为电缆冬季敷设加热保温措施发展提供新的方向。 展开更多
关键词 电缆敷设 低温环境 电缆加热 多物理场耦合 温度分布
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油纸绝缘匝间电弧产生和发展过程及其时频特性
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作者 胡一卓 王昊 +5 位作者 常昊鑫 张崇兴 董明 任明 张民 郭贤珊 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3346-3356,I0006,共12页
匝间电弧放电是油浸式电力变压器内部最危险的故障之一,容易引起绕组烧毁、变压器燃爆等严重故障。目前对匝间电弧形成发展的机理和特性认识不足,对匝间电弧故障的起始阶段缺乏有效的检测和预警手段。该文在匝间简化模型的基础上,开展... 匝间电弧放电是油浸式电力变压器内部最危险的故障之一,容易引起绕组烧毁、变压器燃爆等严重故障。目前对匝间电弧形成发展的机理和特性认识不足,对匝间电弧故障的起始阶段缺乏有效的检测和预警手段。该文在匝间简化模型的基础上,开展匝间电弧产生和发展过程的试验模拟和多物理量测量,分析电弧物理信号的时域特征和时频分布特性。研究表明:匝间电弧的产生和发展可分为4个阶段,分别为击穿前、反复击穿阶段、不稳定电弧阶段和稳定电弧阶段。匝间击穿前无明显征兆,击穿后经多次击穿-恢复过程才能建立持续的电弧通道。随电弧趋于稳定,通道阻抗减小至1 kΩ,脉冲振荡消失,声发射信号和电磁辐射信号的时频分布更加集中。理论分析表明,电弧外部特性的变化和电弧等离子体通道的鞘层结构、电子密度、电子温度等参数密切相关。 展开更多
关键词 匝间绝缘 电弧放电 时频图谱 声发射 电磁辐射
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