双向拉伸聚丙烯薄膜shish-kebab结构的辐照劣化模型研究

高能射线辐照会导致电容器储能介质发生交联和降解等化学变化,进而影响到电容器的宏观电气性能和应用性能。该文以双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜典型的串晶结构(shish-kebab)为对象,研究了γ辐照积累剂量D对分子链结构和结晶特性的影响,建立了辐照劣化模型。研究结果表明,当D<10 kGy时,辐照交联和降解反应同时发生且程度相当,结晶度和大分子含量均无明显变化;当D≥10 kGy时,辐照降解反应占主导,shish晶逐渐被破坏,结晶度和大分子含量逐渐下降;当D=1000 kGy时,shish-kebab结构几乎完全破坏,薄膜内主要为片晶和无定形结构。该模型描述了γ辐照下shish-kebab结构的劣化过程,为聚合物晶体结构的辐照老化机理研究提供参考。

脉冲放电破岩等离子体通道长度预测方法

针对高压脉冲放电破岩电弧等离子体通道长度难以预测的问题,构建了高压脉冲放电破岩综合试验平台,测量了花岗岩-自来水组合介质下电弧等离子体通道发展特性及典型电流、电压参数,提取了不同电极间距和脉冲放电次数下岩石表面形成的破碎区域。基于能量平衡方程建立了岩石中电弧等离子体通道的阻抗模型,采用迭代优化算法获取阻抗模型参数的近似最优解,模型计算结果与试验结果的相对误差小于7%。基于优化参数,利用实测电流电压数据预测了等离子体通道的长度。模型预测的等离子体通道长度与实测值的绝对误差均处于毫米量级,且两者的相对误差小于10%,为高压脉冲放电破岩系统电源-电极负载的匹配设计提供了理论支撑。

脉冲晶闸管热网络模型及运行状态评估方法

针对脉冲晶闸管承受强流脉冲导致的瞬态电磁热力联合冲击产生的热疲劳累积突发性失效问题,提出了在脉冲晶闸管内布置温度传感器的状态监测方法,建立了脉冲晶闸管的高阶瞬态热阻抗网络模型,分析了强流脉冲作用下脉冲晶闸管内部不同层的温度分布规律,并通过理论计算验证了分析方法的有效性。计算结果表明,热网络模型计算相对偏差小于5%。可为脉冲晶闸管型强流开关的状态评估提供理论指导。

油浸式变压器的全域热网络模型

热点温度是衡量变压器绝缘性能和安全裕度的重要指标,对其进行快速准确计算具有重要的意义。对油浸式变压器内部的产热和传热机理进行了分析,得到自然对流边界层中速度和温度分布与流体普朗特数Pr的关系,考虑到局部自然对流换热系数的沿程变化以及不同区域传热特性的差异,对油浸式变压器进行了分区分层处理。基于热电类比法定义了多种热阻类型,构建了油浸式变压器的全域热网络模型;通过有限元仿真对比了热网络模型的计算结果。二者所得绕组温度变化趋势相同,热点温度相差约1.9%,热点位置相差约7.7%。相比于有限元仿真,热网络模型在求解时间和效率上更有优势,能够实现油浸式变压器运行状态的在线监测、实时分析和动态评估。

金属化聚丙烯膜电容器自愈产气特性与保护技术

金属化膜电容器由于其自愈特性具有较高的工作场强和可靠性,但电容器在自愈过程中会产生大量气体,严重影响电容器运行的可靠性。文中以金属化聚丙烯膜电容器元件为研究对象,分析了自愈产气量与电容量损失的关系,计算了压力保护的动作阈值,采用气相色谱法测量了电容器自愈产生的气体成分,并基于氢敏传感器对电容器在密闭环境中的产气特性进行了研究。研究结果表明,自愈过程的产气体积与其电容量损失近似成线性关系;金属化聚丙烯膜电容器自愈所产生的气体主要包含H_(2)、C_(2)H_(2)、CH_(4)和CO,并且自愈还会产生无定型碳单质;电容器持续自愈过程中密闭环境中的氢气体积分数与加压时间成正比,当电容器发生短路故障时,氢气体积分数会迅速增大,使用氢敏传感装置可以准确的检测到这种现象。

基于共轭梯度法的金属化薄膜电容器热点温度反演

热点温度是影响金属化薄膜电容器(metallized film capacitors,MFC)绝缘寿命的重要因素之一,但由于其无法直接测量,因此通常采用热仿真分析或温度反演的方法获得。该文提出了基于共轭梯度法(conjugategradient method,CG)的热点温度反演模型,建立了内部传热过程的温度分布目标函数,采用有限差分法求解电容器温度场,再通过CG对内部温度分布进行迭代求解。同时,通过交流温升试验校核了仿真模型以及反演模型。研究结果表明:热点温升与表面温升存在线性关系,热点温度出现在MFC中央靠近芯轴处,反演模型与仿真模型最大误差为4.35%,说明该模型可实现现场工况下的温度分布、热点分布等的有效预测。

多级XRAM型脉冲功率电源开关器件简化研究

电磁发射的能力主要取决于脉冲功率电源系统,脉冲功率电源的优化是电磁发射技术取得进一步突破的关键技术之一。电感储能型脉冲功率电源在能量密度方面有很大优势,具备深远的发展潜力。基于串联充电和并联放电的XRAM型脉冲功率电源具有结构简单、可扩展性强的优点。分析了多级XRAM电源拓扑结构中二极管器件的工作原理,按照功能分类,提出了简化二极管器件数量的方案。建立了基于ICCOS的30级XRAM型脉冲功率电源带轨道炮负载的仿真模型,每5级为一个电源模块,系统总储能为365 kJ,发射效率近20%。通过对比简化前后模型性能指标的仿真结果,证明了简化第一级的下臂二极管不利于多级电源的运行。简化多级拓扑中的最后一级逆流电容串联二极管,以及在优化逆流电容参数的前提下简化充电晶闸管的反并二极管,对电源模块的放电电流没有明显影响。

水介质预击穿过程液相温度纹影诊断技术研究

为研究水中亚毫秒脉冲放电过程液相温度的变化,构建了适用于水中脉冲放电的纹影观测系统,提出了水中脉冲放电过程温度诊断系统的影响因素及标定方法,获得了水中脉冲放电过程温度场的径向分布。与有限元仿真对比分析表明,当径向距离小于0.9 mm时,纹影诊断温度相对于仿真结果的偏差小于8%,为水中脉冲放电机理研究提供了技术基础。

培养继承创新风景园林人才的几点建议

我于1959年9月进八北京林学院城市及居民区绿化专业学习，成为风景园林战线上的一员．感到欣慰；在校学习期间，得到老师们的精诚传授和谆谆教导，顺利完成学业，尽表感澈之情。走出校门，进入社会近半个世纪．

提高风景园林设计行业整体素质之我见

简述风景园林规划设计行业发展历程,展望21世纪的历史责任,结合实际,提出学习中国园林传统精髓,汲取外国园林艺术有益部分,完善风景园林高等教育,苦练内功,深入实践,认真掌握风景园林设计知识,规范行业准入制度,全面提高行业的整体素质。

基于陷阱密度的双向拉伸聚丙烯薄膜耐γ辐照积累剂量阈值评估

聚合物电介质在接受辐照后,电气性能会下降,可能使电气系统在发生电气故障前因电介质劣化而过早地终止使用寿命。以双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜为对象,研究了γ辐照积累剂量对结晶度和陷阱参数的影响规律。依据辐照陷阱产生模型,定义辐照后陷阱密度增加系数ktrap以表征薄膜电气性能劣化程度,并提出了γ辐照积累剂量阈值评估方法。研究结果表明,γ辐照积累剂量超过10 kGy时,BOPP薄膜的结晶度显著下降,陷阱深度随辐照积累剂量的增加而增大,陷阱密度随辐照积累剂量的增加呈指数形式增大。根据陷阱密度随辐照积累剂量的分段规律,得到BOPP薄膜劣化的起始辐照积累剂量阈值为10 kGy,显著劣化的阈值为80 kGy。

交直流电压比例对金属化膜击穿特性的影响研究

直流支撑电容器工作时会承受直流叠加多次谐波的电压,对于直流支撑电容器的研究中常将各次谐波电压通过有效值等效为工频交流电压。本文以4μm的金属化膜为研究对象,搭建了金属化膜直流叠加谐波击穿实验平台,对直流叠加工频交流电压情况下不同交直流电压比例金属化膜的击穿特性的影响进行了研究。研究表明,在直流叠加谐波作用下,金属化膜的击穿场强和击穿相角分布与交直流电压比例间存在显著关系。

脉冲电场防治水生生物附着

为探究脉冲电场对防治水生生物附着效果的影响因素,确定有效防治附着生物所需的最低电场条件,搭建了脉冲电场试验平台,通过人工脉冲形成线产生近似方波的脉冲,统计不同条件下大型溞死亡率和形态结构发生的变化,通过函数拟合得到了脉冲电场诱导死亡率与电场强度、总等效处理时间、脉冲注入能量密度之间的函数关系,并以某干渠工程为例介绍了脉冲电场防治大型溞的参数选取原则和平台搭建方法。结果表明,脉冲电场对大型溞的处理效果与电场强度、总等效处理时间和脉冲注入能量密度都呈正相关关系。电场强度介于0.5~1.5 kV/cm之间时,电场强度每增加0.5 kV/cm,诱导死亡率增加35%左右。电场强度高于2.0 kV/cm、总等效处理时间大于900μs或脉冲注入能量密度高于80 J/L时,脉冲电场都可以产生80%以上的诱导死亡率。

特高塔绝缘子串用招弧角的试验研究

招弧角保护性能验证性试验的结果表明,长度约为绝缘子串长75%的招弧角间隙能有效地保护绝缘子串。虽然招弧角的应用将降低线路的耐雷水平,但对特高塔而言,由于绝缘子串长的裕度很大,故对线路的跳闸率没有明显的影响。

高储能密度脉冲电容器的研究

介绍了高储能密度电容器研究的发展及现状 ,讨论了复合介质薄膜、分割电极金属化膜和复合喷金层技术等新的研究方向。研究表明 ,优化结构设计、选择合适的介质膜(如金刚石复合膜 )及改善端部的接触 (如增大喷金与电极的接触面及改善电场分布 )可有效地提高电容器的性能及寿命 ,储能密度 2～ 3k J/ L 的电容器可望投入使用。

神光Ⅲ能源模块总体设计

介绍了神光 能源模块的设计 ,包括总体结构、电容器保护、充电机、控制系统等部分。该模块通过放电传输电缆为氙灯提供泵浦能量 ,结构紧凑、安全可靠、操作方便。运行表明 。

高储能密度电容器

电容器是脉冲功率设备的重要储能元件,提高电容器的储能密度能有效地减小脉冲电源的体积。根据箔式结构电容器的缺点及其击穿机理,采用金属化膜和混合膜结构技术,研制出了两种高储能密度高压脉冲电容器,储能密度分别超过800J/L和500J/L。

石墨型气体开关电接触面的温升分析

脉冲电流作用下石墨型气体开关的静态电接触面需要考虑如何降低温升以防止静熔焊的问题。根据电接触理论的霍尔姆(Holm)模型,由赫芝公式和热传导方程确定了石墨型气体开关电接触面温升与材料物理属性以及开关机械参数之间的关系,建立了电接触面温升模型,并运用该温升模型对各参数变化对温升的影响进行了分析计算。从理论上证明,选用高热导率、高密度、高比热容、低电阻率的金属材料有助于降低石墨型气体开关的电接触面温升,而且,选择适当的接触面积、接触面压力和金属电极座的表面粗糙度也能防止接触面温升造成的静熔焊现象。分析和结论对石墨型气体开关的研制和使用具有指导意义。

屏蔽电缆共模感应干扰的数值计算方法

根据两线传输线的响应方程式，提出了传输线响应的电路模型，利用链型集中参数等效电路计算传输线上各点的感应电压和电流。根据镜像原理得到了一种用于计算屏蔽电缆的共模干扰电压和电流的时域解的方法。

电磁发射兵器用电容器的选取

本文首先从理论上论述了膜电容器的储能密度与寿命之间的关系 ,对国际电容器制造水平和趋势进行了分析 ,提出采用干式金属化膜电容器作为储能元件。最后 ,根据电磁发射兵器整体寿命配合原则 ,提出高储能密度脉冲电容器的合理寿命指标。