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低温等离子体转化CO_(2)/H_(2)O研究进展与提升策略
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作者 夏凌寒 高远 +4 位作者 李伊濛 宋妮欣 成永红 邵涛 孟国栋 《电气工程学报》 北大核心 2025年第4期361-375,共15页
低温等离子体(Low temperature plasma,LTP)可以将热力学稳定的CO_(2)和H_(2)O转化为高附加值产物,在CO_(2)资源化利用和能源转化等领域有广阔前景,但是H_(2)O的强猝灭效应使得LTP转化CO_(2)/H_(2)O的性能提升极具挑战。本文综述了LTP转... 低温等离子体(Low temperature plasma,LTP)可以将热力学稳定的CO_(2)和H_(2)O转化为高附加值产物,在CO_(2)资源化利用和能源转化等领域有广阔前景,但是H_(2)O的强猝灭效应使得LTP转化CO_(2)/H_(2)O的性能提升极具挑战。本文综述了LTP转化CO_(2)/H_(2)O的研究进展,包括LTP转化CO_(2)/H_(2)O的反应动力学,以及不同LTP、催化剂、反应器对CO_(2)/H_(2)O转化性能的影响。通过对转化性能和反应机理分析,发现H_(2)O对电子的强吸附效应、产物复合反应和H原子的低密度、副反应的竞争分别是抑制原料气转化率和高附加值产物选择性的关键。针对上述问题,本文从反应器优化、引入其他反应物、催化剂设计和串联催化四个方面,提出性能提升策略。最后,对LTP转化CO_(2)/H_(2)O的重点研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 低温等离子体 CO_(2)资源化利用 CO_(2)/H_(2)O转化 等离子体催化 反应机理
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可再生能源驱动放电等离子体助推双碳目标策略与路线 被引量:7
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作者 邵涛 张帅 +4 位作者 章程 高远 孙昊 窦立广 席登科 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期7453-7478,I0027,共27页
实现碳达峰、碳中和对促进我国经济高质量发展至关重要。面对现有CO_(2)捕集封存(高能耗)和合成氨(高碳排)技术升级需求,发展基于可再生能源的新型CO_(2)、N_(2)等能源小分子转化利用技术势在必行。为推动等离子体能源小分子转化技术的... 实现碳达峰、碳中和对促进我国经济高质量发展至关重要。面对现有CO_(2)捕集封存(高能耗)和合成氨(高碳排)技术升级需求,发展基于可再生能源的新型CO_(2)、N_(2)等能源小分子转化利用技术势在必行。为推动等离子体能源小分子转化技术的发展,助力国家重大需求、实现碳中和目标,该文分别围绕可再生能源驱动等离子体产生、等离子体CO_(2)转化利用、等离子体固氮和合成氨、等离子体氨/大分子裂解燃烧、等离子体催化材料和催化耦合等方面,规划建议高压放电等离子体技术助推“双碳”战略目标的策略与路线,以期为实现C、H和N绿色循环提供有效的解决方案。 展开更多
关键词 碳达峰、碳中和 低温等离子体 CO_(2)利用 合成氨 可再生能源
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基于原子光谱Stark展宽高压放电等离子体电子密度计算 被引量:1
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作者 曾鑫 张帅 +2 位作者 白晗 章程 邵涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4579-4588,I0035,共11页
基于原子光谱Stark展宽法是计算等离子体电子密度最主要的方法之一,然而该方法计算步骤复杂、参量繁多,常常采用简化方法进行计算。针对特定谱线的简化处理可能会显著影响电子密度的计算结果。为提升计算的准确性,该文基于非简化和细致... 基于原子光谱Stark展宽法是计算等离子体电子密度最主要的方法之一,然而该方法计算步骤复杂、参量繁多,常常采用简化方法进行计算。针对特定谱线的简化处理可能会显著影响电子密度的计算结果。为提升计算的准确性,该文基于非简化和细致的Stark展宽计算原理设计和开发等离子体电子密度分析方法和程序。基本思路是采用复误差函数从光谱的Voigt线型反卷积分离Gaussian展宽和Lorentzian展宽,基于谱线和环境参数计算各个展宽后分离出Stark展宽,从而获得相应条件下的电子密度。通过上述方法,计算微波等离子体射流、脉冲介质阻挡放电和脉冲火花放电的电子密度分别为10^(14)、10^(15)和10^(17) cm^(−3)量级,并选择不同谱线交叉验证发现不同放电形式时电子密度计算的准确性差异较大。通过误差分析发现温度、气压等环境参数和原子秉性对电子密度估算均有影响,而考虑范德瓦尔兹展宽可显著提升电子密度计算的准确性。 展开更多
关键词 Stark展宽 等离子体电子密度 发射光谱
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低温等离子体-催化剂协同催化CO_(2)转化进展 被引量:27
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作者 高远 窦立广 +2 位作者 李江伟 李嘉聪 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1607-1619,共13页
低温等离子体中存在大量高能电子、离子、自由基等活性粒子,可使参与反应的小分子在体系未达到热力学平衡的情况下活化转化,在CO_(2)的断键活化和表面偶联成键方面显示出独特的优势。文中主要对最近几年来国内外低温等离子体催化CO_(2)... 低温等离子体中存在大量高能电子、离子、自由基等活性粒子,可使参与反应的小分子在体系未达到热力学平衡的情况下活化转化,在CO_(2)的断键活化和表面偶联成键方面显示出独特的优势。文中主要对最近几年来国内外低温等离子体催化CO_(2)直接分解、CO_(2)/CH_(4)重整、CO_(2)加氢和CO_(2)参与的其它反应进行概述,特别关注了等离子体-催化剂在反应中的协同效应和转化机制,同时也对典型转化性能进行归纳。基于目前的研究现状,分析了等离子体-催化剂协同催化CO_(2)转化中存在的问题与挑战,主要包括工艺放大、产物纯化以及转化效果和能量效率解耦等问题。最后对未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 低温等离子体 二氧化碳转化 等离子体催化 协同效应 转化机制
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大气压低温等离子体发射光谱检测含磷有毒气体(模拟剂)方法研究 被引量:3
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作者 杨金传 安金龙 +4 位作者 李聪 朱文超 黄邦斗 章程 邵涛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1728-1734,共7页
化学气体毒剂杀伤快、易扩散、难处置,一旦使用或泄露将对国家安全和社会稳定造成巨大威胁,因此有必要发展一种可以现场实时检测化学毒害气体的方法。目前,传统气体检测方法主要包括红外吸收光谱、气相色谱/质谱、离子迁移谱和各种气体... 化学气体毒剂杀伤快、易扩散、难处置,一旦使用或泄露将对国家安全和社会稳定造成巨大威胁,因此有必要发展一种可以现场实时检测化学毒害气体的方法。目前,传统气体检测方法主要包括红外吸收光谱、气相色谱/质谱、离子迁移谱和各种气体传感器等,但其便携性、灵敏度、广谱性难以兼得,无法完全满足现场检测需求。基于发射光谱(OES)响应快、灵敏度高、广谱性好、可重复性强的独特优势,提出了一种大气压低温等离子体发射光谱检测技术。分别以纳秒高压脉冲、直流自脉冲和微波作为等离子体激励源,使用毒性较小的甲基膦酸二甲酯(DMMP)作为沙林模拟剂进行发射光谱检测;以乙醇作为环境有机干扰物,对乙醇与DMMP光谱进行了主成分分析;并探究了放电脉冲频率与特征光谱强度的关系。结果表明,三种激励源产生的等离子体都可辨别出DMMP特征光谱:P原子特征谱线波长为213.82和215.09 nm,PO基团谱带波长为253.67和255.6 nm。光谱识别度方面,使用微波激励源时DMMP特征光谱最为明显,而使用纳秒脉冲与直流自脉冲激励源时光谱连续本底强烈。方法适用性方面,微波等离子体无电极污染、但需要氩气维持,可作为建立毒害气体发射光谱数据库的手段;而纳秒脉冲与直流自脉冲激励源可在常压空气环境中直接检测。三种激励形式下等离子体区域都存在气体加热效应,微波等离子体气体温度最高(约1300 K),而纳秒脉冲和直流自脉冲放电气体温度相近(分别约为980和880 K)。研究发现,提升脉冲重复频率可以显著增加DMMP特征光谱强度,其与脉冲频率在1~40 kHz内呈线性关系(相关系数大于0.98)。所提出的大气压等离子体发射光谱检测方法具有响应快、操作简单等优点,可扩展性强、具有小型化潜力,为毒害气体快速检测装备研发提供了技术参考。 展开更多
关键词 大气压等离子体 光谱诊断 气体检测
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硅橡胶绝缘裂纹缺陷的等离子体修复研究 被引量:5
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作者 黄泓贸 谢坤 +3 位作者 刘宇舜 郭继远 任成燕 邵涛 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2023年第8期41-49,共9页
为研究等离子体技术在电力设备绝缘缺陷修复方面的应用效果,本文开展了电缆终端硅橡胶绝缘裂纹缺陷的等离子体修复研究。在硅橡胶绝缘试样表面人工模拟划痕缺陷,以正硅酸乙酯为前驱物,氩气作为载气,通过等离子体射流平台对硅橡胶绝缘表... 为研究等离子体技术在电力设备绝缘缺陷修复方面的应用效果,本文开展了电缆终端硅橡胶绝缘裂纹缺陷的等离子体修复研究。在硅橡胶绝缘试样表面人工模拟划痕缺陷,以正硅酸乙酯为前驱物,氩气作为载气,通过等离子体射流平台对硅橡胶绝缘表面划痕开展修复实验,研究了等离子体处理时间对附件绝缘缺陷修复效果的影响,测量了等离子体修复前后绝缘样品的体积电阻率和沿面闪络电压。同时采用多针电极对修复前后的绝缘样品开展电晕老化实验,并对老化前后的样品表面特性进行了测量。结果表明:等离子体修复可以有效提高硅橡胶绝缘表面缺陷处的闪络电压和体积电阻率,当修复时间为4 min时,缺陷附近的绝缘特性接近完好试样;电晕老化导致绝缘分子链断裂,使绝缘缺陷处的电气性能进一步下降;经过等离子体修复后的绝缘样品,其体积电阻率、闪络电压和击穿场强在电晕老化后仍高于未修复的缺陷试样,表明等离子体修复硅橡胶绝缘样品的抗电晕老化效果较好。 展开更多
关键词 硅橡胶绝缘 缺陷修复 放电等离子体 电气性能
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聚丙烯基薄膜储能的影响机制及优化策略研究进展 被引量:6
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作者 张传升 章程 +3 位作者 任成燕 黄邦斗 邢照亮 邵涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2193-2213,共21页
双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜因其具有良好的绝缘、损耗低、金属化后具有自愈性能等特性而被广泛应用于薄膜电容器。目前BOPP薄膜电容器也面临单位体积内储能密度低、高温性能差等问题,无法满足设备集约化、小型化的发展趋势,亟须开展聚丙... 双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜因其具有良好的绝缘、损耗低、金属化后具有自愈性能等特性而被广泛应用于薄膜电容器。目前BOPP薄膜电容器也面临单位体积内储能密度低、高温性能差等问题,无法满足设备集约化、小型化的发展趋势,亟须开展聚丙烯基薄膜储能密度提升研究。该文首先介绍了影响介质储能特性的极化与击穿机制,为改性方案的开发提供了必要理论依据。其次,仔细探讨了现有工业生产工艺所引发的多种不利因素与关键挑战,为改性方案与生产实际相结合寻找到介入点;深入挖掘了现有调控手段,如基体调控、结构设计优化以及表面修饰等,分析了无机与有机组分掺杂、“三明治”结构、功能层沉积与接枝等方案的优势和不足,并归纳了诸如量子尺寸效应调控等新颖方法。最后,从工业生产角度提出了高效率、低成本的改性方法并探讨了相应的机制,并对未来研究重点进行了总结与展望。 展开更多
关键词 BOPP 薄膜 储能密度 材料改性 击穿 自愈
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工频交流电压下变压器油中电弧放电初期压力波特性 被引量:5
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作者 王卓非 章程 +4 位作者 张耀 张书琦 李鹏 王航 邵涛 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3320-3331,I0004,共13页
为探明工频交流电压下变压器油中电弧放电初期压力波演化规律,该文开展油中电弧放电试验,采集放电纹影图像,获得油中电弧放电初期气泡与压力波发展过程,测量了电弧电压、电流、电弧压力、压力波传导壁面振动加速度,分析不同间隙距离下... 为探明工频交流电压下变压器油中电弧放电初期压力波演化规律,该文开展油中电弧放电试验,采集放电纹影图像,获得油中电弧放电初期气泡与压力波发展过程,测量了电弧电压、电流、电弧压力、压力波传导壁面振动加速度,分析不同间隙距离下电弧放电初期多特征参量变化规律;建立油中电弧放电能量转移路径模型,得到变压器油中电弧放电能量转移比例演变规律。试验结果表明,油中电弧放电初期电极间出现多次击穿过程,压力波伴随脉冲电压电流出现,1、2与3 mm针-针间隙油中电弧放电可见2、5和7次压力波,电压电流、电弧能量、压力波次数与强度随着间隙距离的提高而增加。油中电弧能量向内能、机械能、热传导与光辐射的能量转移最大比例分别为29.35%、15.99%和6.52%。该研究结果初步阐明了变压器油中工频电压下早期电弧放电压力波特性与特征参量变化机制。 展开更多
关键词 电弧放电初期 变压器油 压力波 气泡 能量转移路径
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基于特征气体的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测 被引量:2
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作者 李森林 陈舒昱 +4 位作者 陈奕凯 牛雷 操张鹏 戚梦辉 任成燕 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第1期108-117,共10页
近年来,因为高压电缆缓冲层烧蚀导致的电缆运行故障严重危害到电缆系统的安全运行。高压电缆缓冲层材料在烧蚀过程中会产生特征气体,可以基于特征气体检测法实现对缓冲层烧蚀缺陷的预警和诊断。本文搭建了电缆缓冲层放电烧蚀模拟和气体... 近年来,因为高压电缆缓冲层烧蚀导致的电缆运行故障严重危害到电缆系统的安全运行。高压电缆缓冲层材料在烧蚀过程中会产生特征气体,可以基于特征气体检测法实现对缓冲层烧蚀缺陷的预警和诊断。本文搭建了电缆缓冲层放电烧蚀模拟和气体收集实验平台,用不同电极结构模型模拟缓冲层不同缺陷状态,采用气相色谱仪对烧蚀过程中缓冲层的气体进行组分分析,研究产物浓度的演变规律。结果表明缓冲层烧蚀过程中的气体产物包括CO_(2)、H_(2)、CO、低分子量烃类气体等共9种,且各组分气体浓度与缓冲层缺陷类型、烧蚀时间、接触状态等因素直接关联。基于特征气体检测的方法有望应用于高压电缆缓冲层等低场强区潜伏性缺陷的诊断。 展开更多
关键词 高压XLPE电缆 缓冲层烧蚀 气体检测 局部放电
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基于场致激光二次谐波产生原理的纳秒脉冲电场非介入测量方法研究 被引量:13
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作者 白晗 黄邦斗 +2 位作者 邱锦涛 章程 邵涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第17期5700-5706,共7页
局域电场是放电等离子体的重要微观参数,非介入式时空分辨的电场诊断对深入理解放电演化机制具有重要意义。该文对现有电场测量手段进行综述,对其存在干扰放电或适用场合受限等局限性进行讨论。基于场致二次谐波产生原理,搭建非介入激... 局域电场是放电等离子体的重要微观参数,非介入式时空分辨的电场诊断对深入理解放电演化机制具有重要意义。该文对现有电场测量手段进行综述,对其存在干扰放电或适用场合受限等局限性进行讨论。基于场致二次谐波产生原理,搭建非介入激光测量系统,利用纳秒脉冲激光实现了脉冲瞬态电场的测量。首先,通过平行板电极结构产生均匀电场,对系统进行标定,获得二次谐波信号幅值正比于电场强度平方的定量关系。接着,基于标定结果,定量获得刀板电极结构中非均匀电场的时间演化和空间分布。最后,比较实验测量与Comsol仿真结果,验证了场致激光二次谐波产生方法的适用性与准确性。该方法可应用于不同电压形式激励的气体放电中瞬态电场的定量测量。 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 等离子体诊断 电场测量 二次谐波产生
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高功率电子加速器装置性能评价及其消毒效果
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作者 刘燕琴 黄邦斗 +5 位作者 沙斯烁 覃怀莉 宋碧莹 周佳 任哲 邵涛 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第4期113-120,共8页
为考察高功率电子加速器是否达到设计指标性能和消毒效果,利用标准规定的方法和程序对高功率电子加速器的性能进行了测试和评价,探究了该电子加速器输出电子束对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、短小芽孢杆菌和新型冠状病毒等微生物的灭... 为考察高功率电子加速器是否达到设计指标性能和消毒效果,利用标准规定的方法和程序对高功率电子加速器的性能进行了测试和评价,探究了该电子加速器输出电子束对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、短小芽孢杆菌和新型冠状病毒等微生物的灭活效果,同时考察了不同材质负载对于杀灭效果的影响。该电子加速器可以输出能量10.27 MeV、功率25 kW的高能电子束,束流扫描不均匀度为4.1%,并且对于模拟材料具有一定的穿透能力;电子束对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、短小芽孢杆菌等微生物的消毒效果均能达到3个对数值及以上,并且穿透一定厚度负载材料后对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、短小芽孢杆菌及枯草杆菌黑色变种芽孢的消毒效果均能达到杀灭3个对数值及以上。设计的电子加速器性能指标达标,同时具备一定的穿透能力,对研究微生物的消毒效果达标。 展开更多
关键词 电子加速器 辐照 消毒 微生物 生物安全性
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深冷温区绝缘材料击穿及沿面放电研究进展 被引量:10
12
作者 张传升 任成燕 +3 位作者 章程 滕玉平 严萍 邵涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第23期8195-8212,共18页
超导、空间环境模拟、生物医学与核聚变等领域广泛存在由冷却介质与聚合物材料组成的绝缘系统,放电失效问题往往存在于冷却介质、聚合物材料及两者之间的表/界面。在深冷温区,试验成本高、周期长、仪器缺乏以及安全隐患等因素严重限制... 超导、空间环境模拟、生物医学与核聚变等领域广泛存在由冷却介质与聚合物材料组成的绝缘系统,放电失效问题往往存在于冷却介质、聚合物材料及两者之间的表/界面。在深冷温区,试验成本高、周期长、仪器缺乏以及安全隐患等因素严重限制了绝缘特性与放电试验的开展、规律总结、理论验证和新理论的提出。该文综述了深冷温区下绝缘介质击穿、闪络的试验成果和理论进展,侧重规律的总结和放电特性的分析、现有机理的解释以及工作展望。特别地,该文分析老化因素对绝缘介质击穿特性的影响,论述固-液、气-固界面放电行为的研究和现有模型的局限性,探讨了空间电荷的输运机制及其在深冷温区的适用范围,最后总结和评述深冷温区电荷、陷阱的测量方法和结果。该文内容有利于低温绝缘理论的发展和工程问题的解决,可为低温绝缘结构设计与优化、材料选型以及新材料的研发提供参考。 展开更多
关键词 深冷温 绝缘材料 击穿 沿面放电 空间电荷
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脉冲火花放电裂解正癸烷的放电稳定性与转化规律 被引量:10
13
作者 范喆 孙昊 +3 位作者 张帅 章程 韩伟 邵涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第22期7861-7870,共10页
低温等离子体裂解技术具有原料适应性强、启停迅速、工艺流程短、无碳排放等优点,适用于石油烃高效裂解制备氢气和乙炔等应用。该文选择正癸烷为石油烃模型化合物,研究鼓泡式液相脉冲火花放电裂解正癸烷的放电稳定性和转化规律。实验结... 低温等离子体裂解技术具有原料适应性强、启停迅速、工艺流程短、无碳排放等优点,适用于石油烃高效裂解制备氢气和乙炔等应用。该文选择正癸烷为石油烃模型化合物,研究鼓泡式液相脉冲火花放电裂解正癸烷的放电稳定性和转化规律。实验结果表明,极不均匀电场、高电压、高脉冲频率、高载气流速有利于提升液相火花放电稳定性。随反应进行出现气泡内放电、微气泡放电、气相区域放电3种放电阶段,放电稳定性和产气速率依次增大。考察处理时间、载气流速对正癸烷转化的影响,最大产气速率为124.4mL/min,其中氢气含量为64.1%,乙炔含量为21.0%,产氢能耗为6.1kW∙h/m^(3)。液相火花放电光谱以C_(2)、H_(α)为主,气体温度约为3500K,电子密度约为1.15×10^(17)cm^(-3),推测主要反应过程为等离子体激发正癸烷逐步裂解脱氢。该结果对液相放电稳定性和石油烃高效转化等研究具有一定参考。 展开更多
关键词 微秒脉冲放电 液相火花放电 放电稳定性 正癸烷裂解
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高压电缆附件绝缘理化性能与电气特性研究 被引量:14
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作者 谢坤 张伟 +5 位作者 张杰 李鸿泽 柏仓 张传升 任成燕 邵涛 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2022年第1期8-16,共9页
为了研究长期服役对硅橡胶(SIR)和三元乙丙橡胶(EPDM)绝缘高压电缆附件的理化性能和电气特性的影响,对退役110 kV电缆附件绝缘的材料特性、热学性能、介电性能和陷阱分布特性进行了测试和分析。结果表明:附件绝缘的介电性能受材料理化... 为了研究长期服役对硅橡胶(SIR)和三元乙丙橡胶(EPDM)绝缘高压电缆附件的理化性能和电气特性的影响,对退役110 kV电缆附件绝缘的材料特性、热学性能、介电性能和陷阱分布特性进行了测试和分析。结果表明:附件绝缘的介电性能受材料理化特性影响,老化使SIR绝缘分子主链Si-O-Si和侧链Si-CH_(3)发生断裂,放电事故导致EPDM绝缘出现C=O、-OH和含Si基团,介电性能下降;分子链被破坏导致绝缘的结晶性能被抑制,SIR熔点温度降低;运行初期,重结晶现象使EPDM绝缘的聚集态发生改变,部分无定型态向结晶态转变,对附件绝缘的击穿强度和体积电阻率有一定提升作用;EPDM的电气强度优于SIR;SIR绝缘陷阱电荷密度大于EPDM,表面电荷消散速度也快于EPDM绝缘。 展开更多
关键词 电缆附件 理化状态 介电性能 陷阱参数 老化
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退役电缆附件微观结构与电荷特性研究 被引量:21
15
作者 胡丽斌 张传升 +4 位作者 谭笑 陈杰 吴世林 任成燕 邵涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期770-780,共11页
电缆附件是输电线路中最容易出现故障的薄弱环节,从微观结构和电荷特性方面入手,分析和探索退役电缆附件的失效行为和影响规律,是提高电力系统安全稳定运行的关键。该文研究对象取样于退役或故障电缆附件绝缘,通过对其表面化学组成和形... 电缆附件是输电线路中最容易出现故障的薄弱环节,从微观结构和电荷特性方面入手,分析和探索退役电缆附件的失效行为和影响规律,是提高电力系统安全稳定运行的关键。该文研究对象取样于退役或故障电缆附件绝缘,通过对其表面化学组成和形貌的观测分析、材料陷阱参数的测量计算以及空间电荷的测试,分析老化作用下三者之间的相互影响关系。结果表明:三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)绝缘的电缆附件,其老化标志除了出现C—O、C=O结构外,还包括因终端填充硅油而引入的含Si基团及其比例的改变;而在硅橡胶(siliconerubber,Si R)绝缘的电缆附件中,Si—O—Si比例的下降是其严重劣化的标志;与EPDM相比,Si R浅陷阱能级和密度占据优势,其表面电位衰减和电荷消散速度明显更快,能够有效避免空间电荷的集聚,但是由于Si R较差的抗撕裂性容易产生裂纹;退役电缆附件长期运行在复杂的环境下,材料的氧化、主链和侧链的断裂及其他杂质的生成,是附件绝缘陷阱参数及电荷特性变化的主要原因。 展开更多
关键词 电缆附件 陷阱参数 空间电荷 绝缘老化 表面形貌
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磷酸铁锂储能电池过充热失效特征参量研究 被引量:11
16
作者 宿磊 余嘉川 +2 位作者 杨帆 杨志淳 章程 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期5913-5922,共10页
锂电池的安全性,是掣肘锂电池储能技术发展的重要问题。为探究锂电池过充热失效的特征参量,采用两段式充电对100A·h磷酸铁锂储能电池展开过充实验。通过检测特征气体、电压、温度等参量,对热失效早期锂电池行为进行了研究,并对停... 锂电池的安全性,是掣肘锂电池储能技术发展的重要问题。为探究锂电池过充热失效的特征参量,采用两段式充电对100A·h磷酸铁锂储能电池展开过充实验。通过检测特征气体、电压、温度等参量,对热失效早期锂电池行为进行了研究,并对停止过充后锂电池的风险状况进行了分析。气体检测仪和气相色谱仪检测结果表明,H2为出现最早且含量最高的气体,在特征气体中占比达到62%以上,能够在热失效前至少3 min完成预警,最适合作为预警气体;其次为CO和烃类气体,烃类气体中C2H4含量最高,达到烃类气体总量的78.5%。分段式充电结果表明,在锂电池发生热失效前的电压迅速上升期停止充电,能避免热失效发生。停止过充后电池表面温度仍会继续上升,说明电池内部副反应放热仍在继续,可能促使热失效的发生。 展开更多
关键词 磷酸铁锂电池 热失效 气相色谱 气体预警
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基于电场分布曲线的瓷质绝缘子零值检测技术研究 被引量:4
17
作者 程洋 夏令志 +3 位作者 孙昊 刘宇舜 曹轩赫 张世珉 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期74-83,共10页
利用无人机搭载电场传感器可实现瓷质零值绝缘子的快速检测,是一种新兴的高效零值绝缘子带电检测技术。然而,基于电光效应的电场传感器由于电光晶体各向异性只能测量特定方向的电场分量,如何利用不同电场分量检测零值绝缘子仍需要研究... 利用无人机搭载电场传感器可实现瓷质零值绝缘子的快速检测,是一种新兴的高效零值绝缘子带电检测技术。然而,基于电光效应的电场传感器由于电光晶体各向异性只能测量特定方向的电场分量,如何利用不同电场分量检测零值绝缘子仍需要研究。文中首先建立了110 kV等级瓷质绝缘子串仿真模型,获得了总电场、轴向电场分量和径向电场分量分布曲线,并考察了零值绝缘子位置、检测距离、绝缘子串离地高度等因素对不同电场分量畸变程度的影响。然后,讨论了零值绝缘子的检测方法,发现当第一片绝缘子为零值绝缘子时,可利用过零点和畸变程度作为判据,而其他绝缘子零值时可利用二次变化率判定。最后,进行高压大厅验证试验,证实了采用电场分量检测零值绝缘子的有效性,为后续无人机检测零值绝缘子提供参考。 展开更多
关键词 零值绝缘子 电场分布 有限元仿真 无人机 电场传感器
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退役高压电缆附件绝缘状态及理化性能分析 被引量:17
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作者 陈杰 吴世林 +2 位作者 胡丽斌 任成燕 邵涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期2650-2658,共9页
为了探究长期服役对高压电缆附件老化状态的影响,研究退役电缆附件的绝缘特性及理化性能。以三元乙丙橡胶(EPDM)和硅橡胶(SIR)两种退役电缆附件绝缘为研究对象,测试其力学性能、微观结构及化学成分,测试并分析其介电性能和绝缘状态。结... 为了探究长期服役对高压电缆附件老化状态的影响,研究退役电缆附件的绝缘特性及理化性能。以三元乙丙橡胶(EPDM)和硅橡胶(SIR)两种退役电缆附件绝缘为研究对象,测试其力学性能、微观结构及化学成分,测试并分析其介电性能和绝缘状态。结果表明,EPDM样品中C-O-C键的出现以及SIR样品分子链上有机基团的减少可作为电缆附件绝缘老化的标志,附件的绝缘老化在宏观上表现为力学特性的下降;经历老化或击穿事故的电缆附件,其分子链在电、热等综合作用下断裂成小分子,小分子可能重结晶,导致样品晶型及聚集状态的改变;经历严重老化的电缆附件,其介电性能发生明显劣化。样品理化性能及介电性能的改变可基本反映电缆附件的绝缘及老化状态。 展开更多
关键词 电缆附件 绝缘性能 力学特性 微观结构 老化状态
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皮秒脉冲激光诱导压力波法测量金属化薄膜空间电荷 被引量:5
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作者 黄邦斗 张传升 +1 位作者 章程 邵涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期5818-5823,共6页
金属化薄膜是重要的电容器卷绕材料,研究空间电荷效应对其绝缘性能提升至关重要。该文搭建皮秒脉冲激光诱导压力波(laser induced pressure pulse,LIPP)法空间电荷测量系统,以12和6μm厚金属化双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypr... 金属化薄膜是重要的电容器卷绕材料,研究空间电荷效应对其绝缘性能提升至关重要。该文搭建皮秒脉冲激光诱导压力波(laser induced pressure pulse,LIPP)法空间电荷测量系统,以12和6μm厚金属化双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜为例,获得其在直流电场下的空间电荷分布。结果可知:同极性电荷量随施加电场增加,在强电场下存在非线性空间电荷效应;金属镀层一侧接负极条件非线性效应更强,但仍弱于薄膜与电极物理接触侧(非金属化一侧),后者向介质内部注入电荷明显,说明金属蒸镀较物理接触可以减弱界面电荷效应;随薄膜厚度减小,获得空间电荷峰宽度减少而峰前沿增加。所得结果证实了皮秒脉冲LIPP法测量10μm及以下金属化薄膜空间电荷分布的可行性,并为研究其空间电荷效应、绝缘性能优化提供一定参考。 展开更多
关键词 空间电荷 激光诱导压力波 金属化薄膜
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