10kV固体绝缘真空断路器外绝缘体电场

10kV固体绝缘真空断路器近年来在配电网中广泛应用。为了研究其环氧树脂外绝缘体的沿面、空间工作场强以及金属屏蔽层对固封极柱电场强度的影响,根据外绝缘体实际尺寸参数,采用Solidworks软件建立了三维仿真模型。并针对客户提出的固封极柱外屏蔽接地可触摸的要求,建立镀铝层固封极柱的简化仿真模型,采用Ansoft Maxwell 3D仿真软件分别对外绝缘体和固封极柱进行仿真计算。结果表明:现有外绝缘体的工作场强距最高标准尚有较大裕度;镀铝屏蔽层的安装会增大固封极柱的工作场强;若环氧树脂固封极柱中有气泡,则镀铝层的安装可能加剧固封极柱的局部放电。     

车顶绝缘子绝缘薄弱域的形成及影响因素研究

随着空气湿度及固体污秽等因素的影响,动车组车顶绝缘子表面存在的局部沿面放电会给列车运行安全造成严重威胁.依据有限元分析法,建立了25kV动车组车顶绝缘子流场及电场的三维模型,研究了高速气流、水珠及固体污秽对车顶绝缘子绝缘薄弱域形成的影响规律.结果表明:绝缘子表面气流速度较高、气压较低的侧风面及背风面区域容易发生局部沿面放电.当绝缘子表面附着雨滴和固体污秽后,表面电场发生了畸变,水珠周围局部电场强度增大;当水珠局部电场强度较大区域附着固体污秽时,水珠-污秽-空气-硅橡胶结合处形成新的绝缘薄弱域.     

介质层厚度及其表面放电对指纹放电成像质量的影响

根据介质阻挡放电的原理，建立了介质阻挡放电人体指纹图像的提取装置。采用静态指纹提取方法，比较了3种不同厚度(0．1mm、0．2mm、0．3mm)介质层时指纹图像的清晰度。结果表明，随着介质层厚度的增加，放电空间的电场趋于均匀，导致指纹放电强度在空间均匀化，从而使指纹成像的分辨率下降。利用动态指纹提取方法观察到了手指在介质层表面产生的沿面放电现象。实验中观察到，金属圆柱体和长方体之间表面放电的长度是有限的，从而证实发生在纹脊之间的沿面放电并不会对图像分辨率产生较大的影响。研究结果表明，为提高指纹图像的清晰度，采用较薄的介质，使用纳秒脉冲放电技术降低沿面放电的程度，是十分必要的。     

利用H_α谱线Stark加宽研究闪电放电通道的电场和电流

依据等离子体电场强度的诊断方法,得到了Hα线Stark加宽与闪电放电等离子体电场强度的关系;同时利用Borovsky定理对放电通道电场分布的分析及广义欧姆定律,得出了闪电放电通道表面径向电场与通道内垂直电场及电流强度的关系,并分析了青海地区用无狭缝高速光栅摄谱仪获得的一次云对地闪电回击过程中光谱Hα线的Stark加宽,对通道不同位置的电场和电流进行了定量计算,得到了该放电通道表面附近径向方向电场为5.49×104~6.84×104 kV·m-1,通道中电场垂直分量为3.29~4.10kV·m-1,电流强度为28.98~36.04kA.结果表明,通道表面附近的径向电场远大于通道垂直电场,且随着通道位置的升高,电流及沿通道垂直方向的电场强度均减小.     

表面性质对介质阻挡放电的影响

为了分析介质阻挡放电(DBD)中表面性质改变对气体放电的影响,实验研究了大气压介质阻挡放电介质表面覆盖或不覆盖金属膜时的放电特性,观测了放电丝时空演化行为. 结果表明,未覆盖金属膜的DBD是典型的丝状放电,而覆盖金属膜后DBD放电丝数目锐减而且随时间缓慢游动. 金属膜使介质表面等电位化,电荷表面自由移动使得放电空间只存在少数的放电丝;空间电场梯度减小以及局域热作用导致的自禁止效应使得放电丝在空间中连续随机运动.     

接地导体密封圈在盆式绝缘子中的应用

采用接地导体密封圈替代传统绝缘橡胶密封圈,以提高现有盆式绝缘子的运行安全裕度,减少局部放电发生。仿真结果表明:无金属法兰和无屏蔽内环的盆式绝缘子在采用接地导体密封圈后,密封圈与SF_6的界面处最大电场降低了35%左右;带有金属法兰和带有部分屏蔽内环的盆式绝缘子在采用接地密封圈后,绝缘子法兰与环氧树脂浇注体间的气隙最大电场强度降低了47%左右。试验验证了该方案的有效性和可行性。     

导线表面缺陷下的电场强度仿真及测试

输电线路在生产、安装和运行等过程中由于人为或自然环境可能会形成表面缺陷,引发局部场强畸变,可能导致电晕乃至放电,从而威胁线路的正常运行。本文利用COMSOL建立导线的三维模型,计算导线表面完好和存在毛刺、单线拱起和单线断股时导线周围的电场分布图和曲线,比较得出导线表面存在不同缺陷时周围的电场变化特性。在实验大厅搭建了测试平台,根据仿真设置的条件进行了试验验证,利用光学电场传感器分别测量了导线完好和存在毛刺、单线拱起和单线断股时电场的变化趋势。仿真和测试结果表明,导线表面存在不同类型的缺陷时,缺陷周围空间电场强度会有不同程度的上升,且随测量距离的增加,不同类型的缺陷衰减速度也不同,因此可以通过对比分析这个规律对表面缺陷类型进行区分。     

环氧树脂浇注型干式变压器之环保特性

随着社会的进步,科学发展观已经深入社会发展的各个角度,可持续发展在电力设备的制造以及运营中有重要的地位。本文从环保的角度出发,对环氧树脂浇注干式变压器在环保方面的优良特性进行分析,从设备的组成材料、设备运行中的噪声危害以及最终设备回收等方面深入了解,论证环氧树脂浇注干式变压器的优良环保特性。     

复合绝缘子伞裙破损的电场分布仿真分析

输电线路复合绝缘子伞裙破损时,其表面、沿面和空间电场会发生相应变化,因此可以通过电场分布直观反映绝缘子的运行状态。以FXBW—110/120—2型复合绝缘子为研究对象,通过建立起伞裙完整状态、不同破损位置及程度状态时的有限元电场仿真模型,对比分析了前后状态的电场分布特征,可知:绝缘子串高压端的伞裙发生破损时,破损边缘的表面电场强度相比周围明显增大,沿面电场曲线在相应位置会下降,而空间轴向电场分布曲线没有明显影响;伞裙破损得越严重,对表面场强和沿面场强的影响越大。     

针板电极下局部放电对油浸绝缘纸板表面的影响

针对油浸绝缘纸板在长期局部放电应力作用下的劣化问题,在针板电极下对油浸绝缘纸板进行了长期局部放电试验,对绝缘纸板的局部放电特性及表面形态的理化特性进行了测量和分析。其中,记录了长期局部放电发展过程中的局部放电相位分布(PRPD)图谱,对处于不同放电阶段的纸板进行了表面形貌、化学基团的观测,研究并给出了放电对纸板表面理化特性的影响机理。结果表明:油浸绝缘纸板的长期局部放电发展经历4个阶段,不同阶段放电由表面向内部发展,对纸板的损伤程度不同;局部放电会造成纸板中纤维的烧蚀及断裂,产生孔洞并不断扩大,形成气泡层;气泡层中不断发生的气体放电生成自由基,这些自由基会与纤维束表面的基团反应并改变其微观形态,促使放电向内不断发展;最终纸板内部堆积大量气泡,形成贯穿的气泡柱并导致纸板击穿。长期局放应力下绝缘纸板的微观结构破坏是导致纸板失效的重要原因,而PRPD图谱的变化是其在局部放电特性上的反映。     

电磁轨道发射装置内膛绝缘性能研究

 脉冲大电流放电过程中的高温烧蚀将降低绝缘支撑的绝缘性能,影响系统的寿命和效率。为研究烧蚀对环氧树脂绝缘性能的破坏作用,开展了模拟实验,利用氩弧焊对环氧树脂样品进行高温烧蚀处理,通过改变烧蚀电流、时间、距离和面积,获得不同烧蚀情况的样品。从表面电阻率和沿面闪络电压两方面对样品的绝缘性能进行了评估。结果表明,环氧树脂在高温烧蚀后绝缘性能大幅度降低。通过扫描电子显微镜和能谱分析,样品表面粗糙度增大,成分中氧化物的含量上升,导致了绝缘性能降低。     

环氧树脂纳米复合电介质电气性能研究进展

环氧树脂凭借优异的绝缘性和经济性已被广泛应用于电气电子和光电信息等领域,纳米掺杂对改善环氧树脂的介电强度、耐电晕性、耐电痕化、导热性、耐低温性、耐辐射性和耐候性等方面具有重要意义。本文详细论述了环氧树脂纳米复合材料的研究进展,包括掺杂不同种类纳米颗粒如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化镁等对改善环氧树脂的介电性能、空间电荷行为等主要电气性能的影响,以及纳米复合电介质中界面区域的影响机理,并对纳米颗粒表面改性的方法及其对环氧树脂复合电介质电气绝缘性能的影响进行分析。     

变压器防腐涂层导热性能提升技术研究

 以水性环氧富锌涂层为研究对象,通过向其中添加石墨烯、碳纳米管、碳纳米角和超细石墨粉混合物来改性变压器防腐涂层导热性能。通过瞬态板式热源法、红外热像仪、热阻测试仪和扫描电子显微镜对传统溶剂型涂层、水性环氧富锌涂层以及改性高导热涂层的导热性能和微观结构进行了分析。结果显示改性高导热涂层的热阻最小（2.51℃/W）,导热系数最高（1.3450 W/（m·K））,表明其导热性能明显优于传统溶剂型涂层（4.57℃/W）和水性环氧富锌涂层（4.28℃/W）。改性高导热涂料导热性能的提高主要与其导热方式的优化和涂层致密性的提高有关。传统溶剂型涂料主要以声子形式进行热量传递。向水性环氧富锌涂料加入高导热填料后,一方面形成了以弹道-扩散的方式进行热量传递方式;另一方面添加的高导热物质在涂层中填充在孔隙和裂纹位置处,很大程度上提高了涂层的致密度,构建了变压器金属和外部环境的热量传递通道,因而使得涂料导热性能得到了显著提高。变压器温升模拟实验表明研制的新型高导热环保涂层可降低变压器油顶层温升1.67 K。     

干式变压器端部电场三维有限元分析

根据干式变压器的绝缘特点建立了端部电场分析模型,采用ANSYS软件对SG10干式变压器进行有限元数值分析,给出其端部电场分布以及最大场强出现的位置,并对计算结果尤其是绝缘件中的电场情况进行了分析。     

树脂绝缘干式变压器内部温度场分布仿真研究

干式变压器内部的温升情况直接影响到变压器的实际运行。该文利用有限差分法的原理,建立了干式变压器的温度场数值仿真计算模型,并开发了相应的仿真计算软件。获得了 Ｓ Ｃ８１ ０００／１０ 变压器铁芯和高低压线圈的温度场分布情况,进行了相应的现场温升试验,得到了仿真结果和试验数据相吻合的结果。计算表明,低压线圈的最热点位于线圈上表面内侧,高压线圈的最热点位于线圈内部,为监测设备运行情况的热电偶埋放地点提出了建议,对产品设计、运行有一定意义。     

脉冲频率对钛合金微弧氧化膜/环氧树脂结合强度的影响

采用微弧氧化法在钛合金表面制备了氧化物陶瓷膜，研究了脉冲频率对膜层组织形貌及膜层／环氧树脂结合强度的影响。用剪切法测试氧化膜与环氧树脂之间的结合强度，通过SEM等研究了陶瓷膜剪切前后表面形貌的变化。结果表明：陶瓷膜表面的微孔直径、粗糙度随微弧氧化脉冲频率的增大而减小。陶瓷膜／环氧树脂的结合强度随脉冲频率的增加先是快速上升，当脉冲频率增加至400Hz时膜层的结合强度达到最高56．9MPa，随后结合强度逐渐下降并趋于平缓。     

外冷在铝材铸轧过程中的作用机理

外冷技术是实现铝材超薄快速铸轧的关键技术之一,它通过在铸轧过程中对铝板和辊套外表面进行强制冷却以达到提高系统的传热能力,增加铸轧速度,提高铝材质量的目的．作者在研究了铸轧过程传热模型和辊-板系统温度场特点的基础上,分析了外冷板面和辊面对辊套和铝板的温度场及铸轧速度的影响规律．研究结果表明随着铸轧速度的提高,外冷板面对提高铸轧速度的影响逐步减少,而外冷辊面对提高铸轧速度的影响逐步增强．造成这一现象的原因在于外冷板面和外冷辊面对提高铸轧速度的作用机理不同,因此,应将辊面外冷作为外冷技术的发展方向,通过采用高效外冷介质,合理设置外冷区间来满足超薄快速铸轧对外冷技术的要求．本研究对确定铝材铸轧过程中的外冷技术方案,具有重要的意义．     

CA型环氧树脂固化剂的研究

采用氯磺化聚乙烯与乙二胺、二氨基二苯基甲烷的混合物反应,合成一种新型固化剂;研究了混合多元胺的组成对合成反应的影响,以及所制固化剂的固化性能及其固化环氧树脂的物理－机械性能。实验结果表明该固化剂能使环氧树脂涂料在潮湿表面和水中良好成膜,所固化的环氧树脂涂膜具有良好的附着力、柔韧性、冲击强度等物理机械性能和良好的耐蚀性。     

环氧树脂用量对水性聚氨酯胶膜结晶性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚己二酸1,4-丁二醇酯为主要原料,1,4-丁二醇为小分子扩链剂,乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,环氧树脂E-51为改性剂,合成了固含量为50%的环氧树脂改性磺酸盐型水性聚氨酯乳液,并采用FT-IR、XRD、SEM、AFM、DSC和DMA方法考察环氧树脂用量对乳胶膜结晶性能的影响.结果表明:随着环氧树脂用量的增多,XRD谱图中21.2°和24.3°处的两个尖锐的谱峰高度明显变小,SEM和AFM图中乳胶膜硬段和软段的相分离程度显著减弱,DSC曲线上可以观察到清晰的胶膜熔融峰和结晶峰,胶膜的结晶度减小,DMA曲线上改性树脂软段的玻璃化温度有朝低温方向移动的趋势,说明环氧树脂的加入降低了聚氨酯胶膜的结晶性能.     

金属颜料对保温涂料发射性和反射性的影响

论文基于高原、严寒及寒冷地区对外墙涂料光学性能的要求,研究涂料组分中各类金属颜料对其红外发射率及太阳能反射比的影响。研究结果表明：金属颜料能显著降低油性涂料的红外发射率;颜料种类、掺量及形貌对涂料的发射率有较大影响;铜粉对油性涂料发射率的降低效果最好;发射率随颜料掺量的增加而降低,在40%~50%范围内达到最低;同掺量下片状铜粉在油性涂层中的效果优于球状的;漂浮型铝颜料对油性涂料发射率的降低效果优于非漂浮型铝颜料。水溶性金属铝粉能显著降低水性涂料的红外发射率,红外发射率和太阳能反射比均随铝粉的粒径增大而下降。上述各类涂料涂层的红外发射率均可达到0.35~0.45、太阳能反射比0.39~0.56,基本符合采暖地区外墙涂料光学性能的要求。