随着直流输电技术的发展,直流电缆输电方式在未来电能传输中将发挥重要作用,而直流电缆输电技术发展的关键在于电缆绝缘材料的突破。针对传统交联聚乙烯绝缘存在的不可回收再利用、工作温度有限和加工工艺复杂等缺点,开发环保型直流电缆绝缘材料显得尤为必要。为促进环保型直流电缆绝缘材料的研究和开发,对环保型直流电缆绝缘材料的发展现状和关...
近20年来,交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆因其重量轻、工作温度高、输送功率大等优点而在高压直流（HVDC）输电工程中得到广泛应用与发展。直流电缆及其附件绝缘长期处于直流电场作用下,存在严重的空间电荷积聚问题。为此,综合国内外研究论述了极性反转电压和温度梯度场对直流电缆绝缘介质空间电荷特性的影响规律,分析了直流电缆附件双层介质界面电...
与传统的电缆材料交联聚乙烯（XLPE）相比,聚丙烯（PP）不仅具有良好的电气性能,而且可循环利用,且其耐热性能好,因此受到研究者的广泛关注。故尝试选用聚丙烯作为基础树脂材料,同时探究添加纳米氧化镁（MgO）对聚丙烯绝缘性能的影响。选择嵌段共聚和均聚两种聚丙烯基础树脂材料,分别将质量分数为0.5%、1%、2%、3%的纳米氧化镁添加到PP中,综合不...
直流气体绝缘线路（GIL）中的自由金属微粒会使电场发生畸变,使绝缘气体/绝缘子发生局部放电等劣化效应。为此,研究了微粒局部放电的影响因素以及严重程度,在密封同轴圆柱腔体内充入不同气压的SF6气体,以不同长度的线形微粒进行了试验,利用脉冲电流法及高速相机同时观察了其局部放电信号与微粒运动行为,对局部放电信号的平均局部放电量、平均局...
气体绝缘设备中的环氧树脂材料在直流高压下易积聚表面电荷,引发沿面闪络事故。为了抑制环氧树脂材料表面电荷的积聚,采用交流电源激励的滑动放电产生低温等离子体,并以正硅酸乙酯（TEOS）为反应前驱物在环氧树脂表面沉积类SiO2薄膜,同时利用Fourier变换红外光谱仪（FTIR）、高阻表和表面电位测试系统等对沉积薄膜表面进行分析。实验结果表明：...
直流电缆在运行时如果电压极性发生反转,会使得外加电场与累积空间电荷所产生的电场叠加而增强,可能引起局部放电或介质击穿。目前的实验测量方法无法揭示极性反转过程中空间电荷和电场的瞬态变化,尤其是微观粒子之间的相互作用过程。为了深入研究高压直流电缆在极性反转下的内绝缘机理,利用双极电荷传输模型对低密度聚乙烯（LDPE）的空间电荷动...
为了探讨非线性复合绝缘结构的界面极化特性,以平板电极结构下线性/非线性复合介质为研究对象,仿真分析了不同幅值阶跃电压和极性反转电压作用下双层介质中的电荷分布及电场分布。仿真发现：当线性介质与非线性介质的时间常数有交点时,在阶跃电压作用下,界面积聚电荷随外施电压幅值的增大而减少;当外施电压增加到2层介质时间常数相交的临界电压...
在电力系统中,预制橡胶应力锥是高压电缆终端的关键组成部分,它的特性决定了高压电缆运行的安全性。为此,通过建立预制橡胶应力锥的有限元数值仿真模型,分析了110 kV电缆终端的电场强度分布情况,提出采用非线性电导复合材料来替换固定电导材料,实现材料性能参数与空间电场强度大小的自适应匹配,起到智能改善空间电场强度分布的作用。结合理论分...
为研究附生结晶对低密度聚乙烯（low-density polyethylene,LDPE）中空间电荷注入和输运过程的影响,选用玻璃（glass）、聚四氟乙烯（PTFE）和等规聚丙烯（i PP）这3种典型基底材料,制备了具有不同附生结晶试样,即LDPE-G、LDPE-PTFE和LDPE-i PP,开展了室温下空间电荷和直流击穿特性的研究。结果表明：在-100 MV/m电场强度下3组试样均在阳极附近...
SF6因具有良好的绝缘效果而被广泛地应用于电力系统中。但同时,SF6也是一种温室气体,随着环境问题日益恶化,人们迫切需要找到替代SF6的绝缘气体。为此,通过实验研究了环境友好气体c-C4F8及c-C4F8/N2混合气体替代SF6的可行性。通过调节电极间隙（1-6 mm）和气压（150-350 k Pa）,测量了气体在不同条件下的击穿电压及击穿电流波形,得到了气体的绝...
为研究温度场下非等温结晶对低密度聚乙烯（low-density polyethylene,LDPE）空间电荷特性的影响,制备了3种不同退火速率的非等温结晶试样即LDPE-I（冰水）、LDPE-A（空气）和LDPE-S（缓慢）,并使用温控脉冲电声（PEA）法开展了20℃、40℃和60℃温度场下空间电荷特性的研究。结果表明：非等温结晶过程中,更小的退火速率有利于LDPE充分结晶,因此...
气体绝缘金属封闭输电线路（GIL）的轴向热应变计算对于其可靠性设计具有重要意义。为了实现GIL轴向热应变的定量计算,建立了GIL热场、流场、力场耦合计算的有限元模型,考虑气体的对流作用,通过计算GIL导体和外壳的焦耳热损耗,将其作为激励加载到有限元模型中,计算了GIL管道轴向热应变。同时,利用由126 kV GIL管道、大电流发生器、应变解调仪、...
对直流交联聚乙烯（XLPE）电缆局放信号进行特征提取是故障诊断前的关键步骤。当特征提取在小波域进行时,存在提取的特征参数有限、识别准确率低的问题。因而提出了一种基于非下采样下轮廓波变换（NSCT）和免疫算法（IA）优化仿射传播（AP）聚类的直流XLPE电缆局放信号图特征提取方法。首先采用NSCT提取信号子带系数,并通过IA-AP聚类将全部系数...
目前,高压直流电缆工程空前开展,但电缆及其附件带电检测和模式识别技术研究尚处于初级阶段。使用交联聚乙烯电缆设计制作了绝缘内部气隙、绝缘表面划伤、外半导电层爬电、高压端毛刺电晕4种绝缘缺陷模型。提出将基于压缩感知理论的稀疏表示分类技术应用于直流下局部放电信号模式识别。使用放电重复率图谱作为分类样本,将训练样本集组成过完备字...
聚丙烯（PP）/聚烯烃弹性体（POE）共混物被认为可替代交联聚乙烯应用于高压直流电缆中。电力电缆在制作、安装和运行过程中会受到机械应力作用,为研究其对电缆绝缘性能的影响,采用电声脉冲法（PEA）测试并分析了不同拉伸比下PP/POE共混物的空间电荷分布特性,并采用表面电荷衰减方法分析了不同试样的陷阱能级分布。研究结果表明：机械拉伸能促进...
为抑制白噪声和窄带干扰对局部放电脉冲信号能量测量的影响,提出了一种基于噪声参数的能量估计方法。研究了现场信号模型和信号能量谱系数的概率分布,得到噪声参数已知条件下脉冲信号能量的最大似然估计。同时为获得噪声参数,将采样数据划分成信号帧和噪声帧,采用3F–C法估计了白噪声和窄带干扰参数。通过仿真实验和实测数据处理,与传统小波包降...
研究硅橡胶材料表面电荷消散的规律可为直流绝缘子的设计提供理论依据。为此,利用针-板电极向硅橡胶材料试样表面注入电荷,在不同湿度环境下进行了电荷消散实验。采用电容探头法测得了试样表面电位分布,并反算了电位分布为电荷分布。结果显示：低湿度下试样表面电荷形貌在消散过程中基本不发生改变,电荷呈“同心圆”状分布;靠近电极处带有与所加...
电除尘技术是目前主要的颗粒物分离和捕集技术之一,为此,根据目前的研究热点和难点,对现代电除尘技术的现有进展与应用进行了综述。研究结果表明：1）在比电阻与电除尘方面,面对细颗粒物控制的需求,需要通过燃煤特性、高压电源、电除尘器（ESP）本体选型等多方面优化来实现超低排放目的;颗粒物特性如形状、粒径和比电阻等都会影响电收尘过程,其...
面临烟气超低排放要求,燃煤电厂现有电除尘器改造需求巨大。传统电除尘器改造依据修正的Deutsch公式,仅能通过增大本体的方式来控制排放浓度。因此,定义峰值、平均电场强度和比收尘面积的乘积作为电除尘指数,在其指导下可通过提高放电电压和电流来降低粉尘排放。在此基础上通过采用三相电源、降低烟气温度至110℃以下、应用前端电场侧部振打和末...
超低排放下电除尘器面临的问题众多,需要通过低低温电除尘器、高压电源选型和经济性评估进行优化。低低温电除尘器是指烟气温度降至酸露点附近运行的电除尘器,当电除尘器温度由120-150℃降至80-110℃时,出口排放质量浓度可下降20%-40%。为电除尘器运行供电的有高频电源、三相电源和脉冲电源3种,工程测试证明三相电源适合高粉尘负荷,高频电源在匹...
振打清灰过程是电除尘器（ESP）持续高效运行的一项重要保障,电极表面清灰效果直接影响电除尘器运行电气参数,进而影响电除尘器的粉尘排放质量浓度。为此,以有功功率为600 MW的燃煤机组双室5电场工业电除尘器为例,对比分析了顶部电磁振打和侧部机械振打对电除尘器运行参数以及排放质量浓度的影响。结果表明：在相同振打参数条件下,侧部机械振打...
为进一步探究单区式双涡旋型收尘极板电除尘器（ESP）内部荷电粒子的输运规律,丰富与完善该电除尘器的除尘机理,在其结构特点的基础上建立了数学模型并寻找合适的边界条件,采用MATLAB数学软件对模型方程进行了仿真求解,并将收尘效率实验的结果与仿真求解结果进行了对比。研究结果显示：所建立的单区式双涡旋型在极板电除尘器内部荷电粒子在流场...
荷电水雾可有效提高液滴捕集微细颗粒物的效率,其中液滴的荷电特性是影响荷电水雾除尘效率的重要因素。为此,从水雾感应荷电理论出发,建立了液滴群荷电量的理论计算式,通过改变荷电电压、电极间距、雾化压力以及电极环直径,实验研究了各种因素对液滴荷质比的影响规律,并测试了喷雾特性。实验研究结果表明：液滴荷质比随荷电电压的升高而先增大后...
为了研究高压静电场中雾滴的微观动力学过程,利用高速相机观察雾滴在无动力空腔电极雾化装置中的运动状态,并分析了电压和粒径对雾滴加速度、速度、运动轨迹和雾化半角的影响。结果表明：雾化电压对雾滴粒径的分布有影响,电压越高大粒径雾滴出现的概率越大;雾化电压和雾滴粒径对雾化半角和雾滴在电场中的运动轨迹有影响;雾化电压和雾滴粒径对雾...
为研究电除尘工作时阴极线负电晕放电特性,构建了基于系数型偏微分方程的电晕放电模型,描述了电晕放电时电子、正离子和负离子的产生、迁移、吸附和中和过程,同时考虑了带电离子和电子在运动过程中对电场的影响,并讨论了其分布情况。结果表明：阴极线施加-70 kV电压时发生负电晕放电,第10 ns时阴极线尖端处电场强度到达最大值,放电过程中阴极线...
芒刺电晕线具有优良的放电特性,在静电除尘器中得到了广泛应用。为研究芒刺电晕线的结构参数和极配参数对电晕线放电特性的影响,以常用的4种芒刺电晕线作为研究对象,建立了静电除尘器机理的实验台。从收尘极板上电晕电流密度大小和分布两个方面对芒刺电晕线的放电特性进行了实验研究,考察了芒刺高度h、光管直径d和异极距H对芒刺电晕线放电特性的...
为分析电除尘器（ESP）通道中的耦合流动对于荷电粒子捕集的影响,考虑空间电荷密度的作用,模拟了波形板和C型板通道中电风诱导的二次流与主流的耦合效应。基于FLUENT的用户自定义（UDF）,采用有限体积法计算电流场并与FLUENT流场耦合,数值模拟了2种实际板型廓线下线-板式电除尘器中的电流体动力学（EHD）流动。模拟结果表明：这2种通道中的电气...
空气中颗粒物的存在,在一定程度上影响着直流输电线路的电晕电流及地面合成场强。研究空间颗粒物的运动特性,不仅可加深空间颗粒物影响电晕特性的认知,同时对工程应用也有重要的参考作用。在已有输电线路场强分布仿真计算模型的基础上,提出了颗粒物在输电线路下方空间中带电运动的模型假设,并利用MATLAB软件进行仿真计算,获得了不同颗粒物在线路...
绝缘子表面水珠、水膜及降落水滴引起的电场畸变会使电场强度过大从而会引发放电,破坏憎水性,同时对其闪络特性有一定的影响。为此,分析了水滴参数在不同电场旋转角的作用下对水珠表面电场的影响,探究了降落水滴对空间电场及闪络特性的影响。研究结果表明：水珠表面电场畸变特征与原始电场强度方向有关,为优化电场分布可以考虑改变绝缘子空间电...
极低频磁场（ELF-MF）是一种普遍存在的环境物理因子,随着科技的发展和人类活动范围的不断扩大,人类、哺乳类、鱼类等生物时刻暴露于ELF-MF环境中,其潜在的生物学效应备受关注。为此,通过广泛调研极低频磁场生物学效应的相关文献,着重从动物行为、免疫功能、细胞发育、胚胎发育等角度对近年来极低频磁场生物学效应的研究成果进行了综述,使读者更...
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