CNFs取向对CNFs/LDPE复合材料空间电荷的影响

高压直流电缆绝缘材料中空间电荷特性是制约直流电缆性能的关键因素.聚乙烯纳米复合材料因具有优异的空间电荷抑制特性,而被成功运用于高压直流电缆.本文研究了以半导电料为基体,以CNFs粒子,通过对其进行表面改性,使CNFs在材料中沿磁场方向取向,而后再与LDPE进行复合,制成双层样片.并且使用电声脉冲法（PEA）分析了复合材料在加电压与短路时的空间电荷的分布.研究发现,掺杂浓度与取向对复合材料的空间电荷影响较大.取向CNFs/LDPE半导电层的添加改变了载流子的输运方式,抑制了空间电荷由电极向绝缘层中的注入.这对于取向CNFs/LDPE复合材料在高压直流输电中的应用是非常有意义的.     

以BaTiO3作为填料改善聚乙烯的空间电荷效应

针对高压、超高压直流塑料电力电缆中存在的空间电荷效应,以强极性材料ＢＴｉＯ３作填料,用电声脉冲法装置,详细研究了填料含量对聚乙烯试样中空间电荷分布的影响,讨论了空间电荷的形成和抑制机理,试验结果表明：当ＢａＴｉＯ３质量分数为１％左右时,聚乙烯中空间电荷几乎可完全清除,提高了聚乙烯的直流短路击穿电场强度,根据直流预压电压的极性,其提高率在１２￣１６％之间,略微提高了试样的正负极性的直流击穿电场强度     

XLPE电缆老化状况对绝缘层微观结构的影响

对两条退役110 kV XLPE电缆和一条备用电缆进行试验,利用电声脉冲法(PEA)和X射线衍射技术(XRD)研究了老化状况对XLPE电缆绝缘层微观结构的影响.结果表明:电缆的老化会造成绝缘晶体尺寸减小,结晶度降低,因此其捕获空间电荷的能力增强;老化过程始于电缆最外层,而长时间的老化作用对绝缘中间层的影响更大,中间层可能是击穿的薄弱环节;XLPE电缆绝缘老化使绝缘微观结构从"中间高两端低"转变为"均匀化".     

以BaTiO3作为填料改善聚乙烯的空间电荷效应

针对高压、超高压直流塑料电力电缆中存在的空间电荷效应,以强极性材料BaTiO     

直流电老化低密度聚乙烯的空间电荷陷阱特征

高压直流电缆绝缘材料的老化与空间电荷有密切关系,探索一种能够表征材料老化程度的空间电荷特征参量显得尤为重要。笔者以低密度聚乙烯(LDPE)材料为例,使用电声脉冲法(PEA)研究了直流电老化程度对空间电荷陷阱特征的影响,提出一种离散分布的空间电荷陷阱模型,并基于此模型计算出陷阱特征参数(陷阱深度和陷阱密度)。结果表明随着直流电老化程度的增大,样品内较浅陷阱转化为较深陷阱,并得到老化程度与陷阱深度、陷阱密度的关系,为聚合物材料老化诊断提供参考。     

应用电光技术研究空间电荷的动态过程

应用克尔电光技术测量了直流高场强（２０ｋＶ／ｃｍ）下铜－铝电极间液体介质（硝基苯）中的空间电荷，测量结果表明，空间电荷的密度和极性与电极材料、电极极性及电极的表面状态关系密切；铜－铝电极的极性变换时，介质中的空间电荷分布将出现过渡过程；过渡过程中的电荷极性及持续时间取决于电极材料和电极极性，文中还考虑电极材料组份及其功函数，分析了空间电荷分布的过渡过程的机理。     

AlGaAs／GaAs HBT基区电流的研究

在ALGaAs/GaAs HBT E-M模型直流参数的研究基础上,对HBT的基区电流进行了研究,特别是针对BE结空间电荷区的复合电流和基区表面复合电流,因为在HBT的小偏置情况下,HBT的BE结空间电荷区的复合电流和基区表面复合电流在整个基区电流中占有主导地位。当BE结间外加电压为0.5-1.2V时,ALGaAs HBT的基区电流的计算机模拟值和测试值比较接近,这一研究结果有助于进一步了解HBT的直流特性和1/?噪声特性。     

聚合物的空间电荷效应与电击穿机理

本文采用电声脉冲法,实测了聚乙烯试样中空间电荷分布,在特制的试样上,显示了均匀电场中空间电荷在直流击穿和短路击穿中的极性效应.空间电荷效应、交直流叠加和升压速度的实验结果表明,均匀电场中聚乙烯的击穿规律与极不均匀电场中树枝化的特性是一致的,进一步证明了 Budenstein 的实验发现,即均匀电场中聚合物的击穿起始于界面的树枝化.最后,作者用高氏树枝化新理论,对击穿现象作出了满意的解释.     

液态聚硫橡胶对环氧树脂介电性能的影响

为了研究环氧增韧剂液态聚硫橡胶(PSR)对环氧树脂介电性能的影响,采用直接共混法制备了PSR/环氧树脂复合材料试样(PSR的质量分数分别为0%、5%、10%、15%和20%),通过扫描电子显微镜和差示扫描量热法对试样的微观形貌和玻璃化转变温度进行分析,测试了试样的直流击穿场强、频域介电谱和表面电位衰减特性。测试结果表明:PSR的添加会导致环氧树脂玻璃化转变温度降低;添加PSR能够有效提升环氧树脂的直流击穿场强;环氧树脂介电常数和介质损耗随着PSR质量分数的增大先增大后减小;PSR会使环氧树脂的表面电位衰减速度减慢。通过等温表面电位衰减模型提取陷阱参数发现,添加PSR后,深、浅陷阱中心的深度增大,深陷阱电荷的密度随着PSR浓度的增大先减小后增大,除了PSR质量分数为20%外,其余含量PSR的添加均会导致浅陷阱电荷密度减小。基于电荷输运过程以及空间电荷击穿理论,认为陷阱深度的增大使陷阱捕获效应增强,导致碰撞电离和空间电荷的累积受到抑制,从而提高了直流击穿场强。     

基于Duffing混沌振子的电缆绝缘劣化监测方法研究

交联聚乙烯（XLPE）电力电缆的绝缘性能与水树枝的形成发展密切相关。为实现对XLPE电缆的绝缘状态监测,本文选择交流电压叠加法,利用Duffing混沌振子模型对噪声抑制而对特定频率信号敏感的特性,建立周期策动力为1 Hz的Duffing混沌振子系统,实现了对1 Hz特征电流的精确测量。仿真结果表明,该系统检测精度能达到10 nA。     

基于ZigBee技术的空间电荷密度测量系统

为了测量特高压直流输电线路下的空间电荷密度,设计并实现了一种分布式测量系统。测量系统中有多台空间电荷密度测量装置,装置的测量原理是离子计数器法。所使用的电荷密度传感器为同轴圆柱型极板,并装配轴流风扇与流量计。装置采用STM32型ARM芯片作为核心控制器,以ZigBee无线传输方式与上位机通信,下位机软件使用C语言进行开发,上位机软件为C#WinForm程序,软件开发中使用了多线程并发技术。在昌平特高压试验基地使用了此测量系统,验证了此系统的可用性。     

12脉波可控整流器的谐波抑制策略

提高12脉波可控整流器谐波抑制能力,提出基于12脉波可控整流器的直流侧谐波抑制策略。该控制策略通过在直流侧附加谐波抑制模块,改善整流器输入电流波形,满足不同负载工况下输入电流谐波抑制要求;根据12脉波整流器交、直流侧电流关系和直流侧理想电流波形,分析并给出谐波抑制模块的输出电压波形,并采用全桥逆变电路调节谐波抑制模块的输出电压。仿真结果表明,该策略能有效抑制整流器输入电流谐波。     

极性反转时间对聚乙烯中空间电荷及瞬态电场的影响

基于电声脉冲空间电荷测量方法,测量了聚乙烯片状试样在常温(ΔT=0℃)及温度梯度(ΔT=40℃)下、-50kV/mm场强直流预压2h后,分别以不同反转时间(20s,30s,60s)反转到50kV/mm场强,再加压2h过程中的空间电荷变化,以及极性反转过程中最大瞬态电场的变化.结果表明:常温下电压极性反转越快,最大瞬态电场越大;温度梯度下,电压极性反转越快,最大瞬态电场越小;达到最大瞬态电场的时间均随着极性反转时间的增加而逐渐减少.     

一种新型直流微电网DC-APF控制策略

针对直流母线电压存在的纹波分量会对整个直流微电网供电电能质量以及设备运行安全性造成影响的情况,提出了一种新型直流有源滤波器(DC active power filter,DC-APF)控制策略,抑制直流母线电压纹波。在分析DC-APF的多种模态工作基础上,对纹波检测和抑制方案进行了设计优化;提出了基于小波变换Mallat算法的直流母线电压纹波检测法;在传统PI与模糊PI控制的基础上,提出了改进的模糊自适应PI控制,实现对补偿电流的跟踪控制方法;在MATLAB/Simulink仿真环境中搭建了含DC-APF的直流微电网系统模型。仿真结果表明,与传统的DC-APF控制策略相比,新型DC-APF控制方法可以实现对直流母线电压纹波的快速检测,具有良好的纹波补偿抑制效果。所提策略可提升DC-APF对纹波的检测性能和抑制效果,为直流微电网纹波检测与抑制提供新的思路。     

低能传输段空间电荷补偿效应

近些年来,随着基础科学和应用科学对强流加速器需求的日益增加,强流加速器得到了很大推广和发展.在强流加速器的低能段,空间电荷效应会导致束流发射度的增长,束流品质的变坏.这样的束流通常需要空间电荷补偿来控制空间电荷效应.空间电荷补偿是指束流可以通过吸收与束流电性相反的粒子从而减少束流空间电荷发散力的一种效应.北京大学自主开放了PIC-MCC空间电荷补偿模型,该模型被应用在H+和H-束流的空间电荷补偿模拟当中,且得到了与实验符合得比较好的结果.     

低能传输段空间电荷补偿效应（英文）

近些年来,随着基础科学和应用科学对强流加速器需求的日益增加,强流加速器得到了很大推广和发展.在强流加速器的低能段,空间电荷效应会导致束流发射度的增长,束流品质的变坏.这样的束流通常需要空间电荷补偿来控制空间电荷效应.空间电荷补偿是指束流可以通过吸收与束流电性相反的粒子从而减少束流空间电荷发散力的一种效应.北京大学自主开放了PIC-MCC空间电荷补偿模型,该模型被应用在H+和H-束流的空间电荷补偿模拟当中,且得到了与实验符合得比较好的结果.     

直流离子流场的数值计算

本文介绍了一种高精度的计算直流离子流场的新方法,适用于高压直流输电线路的电场分析,也可用于其他有关电晕放电的研究.它没有使用传统的Deutsch假设,考虑了风对空间电荷的影响,并可计及离子的扩散作用.文中将复杂的离子流场的求解分为正向和逆向两个定解问题相互迭代计算.对于正向问题,除采用有限元法外,还采用了模拟电荷法计算;对逆向问题,提出了基于有限元剖分的加权余数法的处理方法.计算结果与理论值、实验室测量值及现场实测值相比,令人满意.     

无隔离三相逆变器两种直流分量抑制策略对比

为了抑制无输出隔离变压器中由于控制漂移、器件性能不一致等原因使得三相逆变器输出中包含的直流分量,提出了两种直流分量的抑制策略并进行了对比分析。第一种是在dq坐标系下采用带通滤波器检测输出电流直流分量并进行PI调节,然后补偿SVPWM脉宽的策略;第二种是在abc坐标系下采用滑动平均滤波检测出输出电流的直流分量并进行PI调节,然后补偿SVPWM脉宽的策略。通过理论分析和建模仿真对两种策略进行了对比分析,并在450kW的三相逆变器上做了一系列实验。结果表明,采用滑动平均滤波策略在不同负载下对输出直流分量的抑制都有更好的效果,而带通滤波策略在轻载下抑制效果不能达标,重载下抑制效果也没有滑动平均法好。     

配电网单相接地期间电压互感器直流偏磁机理及抑制措施分析

为解决单相接地期间中性点不接地配电网电压互感器直流偏磁,导致励磁电流畸变过电流,谐波、振动、损耗和发热增加等,造成电压互感器故障、一次侧熔断器频繁熔断和危害配电系统的问题。通过瞬时对称分量法求解了故障期间电压互感器励磁电流表达式,分析了电压互感器直流偏磁的产生机理,提出了一种考虑灭弧的直流偏磁抑制措施,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了中性点不接地配电网,针对单相接地引起电压互感器直流偏磁的影响因素及抑制措施的有效性进行仿真。结果表明,铁心饱和、故障相角是影响电压互感器直流偏磁的重要因素,所提措施能够有效抑制直流偏磁过电流的发生。     

HVDC系统DC侧并联无源和串联有源滤波器

针对高压直流（ＨＶＤＣ）系统直流（ＤＣ）侧谐波抑制的要求,提出了一种新型混合滤波系统：并联无源滤波器和串联小容量电抗－变压器耦合有源直流滤波器。讨论了混合型滤波器的谐波补偿原理及其控制方案,并给出了混合型滤波器抑制谐波的模拟仿真曲线。