聚合物/无机纳米复合电介质介电性能及其机理最新研究进展

聚合物/无机纳米复合电介质由于其优异的电、热、机械等性能而成为电介质领域研究的热点。本文综述了该领域的最新研究进展,涉及纳米电介质的结构特性和介电性能及其机理,重点阐述了纳米电介质的界面特性和电阻率、介电常数、介质损耗、击穿场强、耐电晕老化、电树枝老化、陷阱、空间电荷等介电特性及其对应的微观和介观机理,并展望了纳米电介质未来的研究方向。

耐电晕耐电痕化绝缘材料研究进展

先进电工绝缘材料对电力装备的发展具有基础性、支撑性、先导性的作用,它决定着电力装备制造业的技术水平。耐电晕耐电痕化绝缘材料的发展对保障电力设备持久安全运行具有重要意义。从基础研究、应用研究以及产业现状等方面对耐电晕耐电痕化绝缘材料发展动态进行综述,对耐电晕耐电痕化绝缘材料发展趋势和未来研究方向进行了展望,对我国耐电晕耐电痕化绝缘材料的发展战略提出了建议。

TSC测量技术中存在的若干问题的探讨

热刺激电流(TSC)测量技术是研究电介质材料中电荷存贮和输运过程的重要工具。本文介绍了TSC的基本理论,对传统TSC理论和实验方法存在的局限性进行了分析,探讨了TSC应用过程中长期以来所存在的问题以及理论上的误区,并介绍了一些改进的分析理论和实验思想,拓展和加深了TSC的应用广度和深度。

挤塑高压直流电缆绝缘中空间电荷问题研究进展

挤塑高压直流电缆是柔性直流输电的核心装备和构建直流电网的物理基础。绝缘材料中的空间电荷问题是制约挤塑高压直流电缆发展的关键技术难题,也是电气绝缘领域研究的热点。电热耦合场下电导率、电场、空间电荷的时空演化及关联影响机理的研究是解决空间电荷问题的理论基础。重点从空间电荷形成与空间电荷抑制两个方面探讨和分析了高压直流电缆绝缘中空间电荷的形成过程、空间电荷与电热耦合场的关联关系、绝缘及屏蔽料改性方法和原理、空间电荷抑制机理。最后,展望了高压直流电缆绝缘中空间电荷问题的未来研究方向,并指出电热耦合场作用下空间电荷长期时空演化过程对直流电缆绝缘老化的影响评估及老化机理研究、绝缘材料特性参数匹配调控对高压直流电缆的发展和长期可靠运行具有重要意义。

高导热环氧树脂基复合绝缘材料及其在金属基覆铜板中的应用

本文介绍了高导热环氧树脂基复合绝缘材料的导热机理和研究现状,提出了高填充率低黏度环氧树脂基复合材料的制备方法,重点探讨了填料表面改性处理及混配、液晶环氧应用和电场调控填料有序配置等关键技术问题,对比分析了高导热环氧树脂基复合材料与普通环氧树脂的导热性能。最后对金属基覆铜板用高导热环氧树脂基复合绝缘材料的发展方向和应用前景进行了展望。

高导热绝缘材料及其在电动汽车中的应用

随着电气电子设备向高功率密度化、小型轻量化和高度集成化方向的发展,设备单位体积内所产生的热量急剧增加,热量的不断积累及由此产生的温升会加速绝缘材料的老化失效,极大地降低了电气电子设备运行的可靠性和寿命。提高绝缘材料的热导率是增强电气电子设备散热能力的根本途径。本文重点综述了本征型高导热绝缘材料和填充型高导热材料的研究现状,探讨了高导热绝缘材料在电动汽车电池模块、电机电控、充电桩绝缘散热方面的潜在应用前景。最后对本征型与填充型高导热材料的发展趋势和研究方向进行了展望。

电晕老化前后100HN和100CR聚酰亚胺薄膜的电导电流特性实验研究

为研究无机纳米掺杂对聚酰亚胺电荷输运特性的影响,测量了美国杜邦公司生产的原始聚酰亚胺薄膜(100HN型)和纳米Al2O3掺杂耐电晕聚酰亚胺薄膜(100CR型)电晕老化前后的电导电流特性。实验发现,电晕老化前100CR的欧姆区电流明显大于100HN的,而空间电荷限制电流区的电流则明显小于100HN的;电晕老化后,100HN陷阱载流子密度和电老化阈值都减小,而100CR的对应值均增大。分析实验结果后得知,纳米掺杂既可能增加导带热激发自由电子浓度,又可能增大聚合物中电荷陷阱的深度和密度,这2种因素对电导电流的影响效果是相反的,分别主导着低场强和高场强电导电流大小的变化。此外,电晕老化对100CR和100HN电导电流影响不同的机制还有待进一步的研究。

耐高温聚合物电介质材料的研究与应用进展

耐高温聚合物电介质材料以其优良的耐高温稳定性、优异的介电性能以及良好的耐环境稳定性等在电工绝缘领域中具有广阔的应用前景。系统综述了国内外近年来在耐高温聚合物电介质材料基础与应用领域的最新研究进展。从耐高温聚合物电介质材料的发展历史、结构特性以及应用研究等方面进行了综述。重点介绍了耐高温聚合物电介质材料在轨道交通牵引电机、新能源电力设备以及航空航天电气设备等电工绝缘领域中的应用状况。最后对耐高温聚合物电介质材料的未来发展前景进行了展望。

双极性与单极性ns级高压脉冲电源设计及特性比较

为了满足聚合类绝缘材料老化实验及等离子体水处理高级氧化实验2项实验研究的应用要求,分别设计了双极性和单极性2种ns级高压脉冲发生器,且均主要由高压直流电源、两级脉冲储能电容器和气体开关等组成,结构紧凑,具有重复频率、脉冲宽度及电压幅值可调等优点。2种脉冲电源的主要区别在于各自的核心元件—多电极旋转火花隙开关(MER-SGS)的结构和尺寸设计,同时电源的重复工作频率也可由旋转火花隙驱动电机及电极数量调节控制。为验证火花隙开关的工作性能,采用ANSOFT/MAXWELL ELECTROSTATIC 2D软件建立了仿真模型,对2种开关不同开断关合角度下的电场强度进行了仿真分析和比较。结果表明,火花隙的紧凑结构设计能够产生强烈电场畸变进而保证脉冲电源在具备良好输出特性基础上,开关可靠动作,从而达到降低绝缘要求、减少电极烧蚀、延长工作寿命等目的。通过对2种脉冲电源有载情况下实际输出波形的测量可得,脉冲上升时间(<10ns)、脉冲宽度(1～500μs)、重复工作频率(1～3kHz)、平均功率等电源参数均达到各自实验要求标准,具有良好的应用前景。

废水处理用等离子体窄脉冲电源的研制

主要论述了一种气体放电等离子体窄脉冲电源装置的构成及工作性能;尤其对自行研制的核心部件八电极旋转火花隙开关(RSGS)的大小,尺寸结构进行了说明.分析了电源主电路工作原理,对电路的动态工作进行数学建模和解析求解,为电源设计和元件参数选取提供了依据.通过此套电源所产生出的高压脉冲波形,具有上升沿小于100 ns,脉宽不大于1μs,脉冲频率可调,脉冲功率大等特点.通过实验表明,该电源应用于产生等离子体进行废水净化等领域,具有良好的降解效果.

聚酰亚胺基BN微纳米复合材料的电气绝缘性能研究

通过原位聚合法制备了不同BN掺杂含量的聚酰亚胺基微纳米复合材料,使用扫描电镜、偏光显微镜、电气强度测试仪、介损及介电常数测量系统、皮安表和耐电晕老化实验装置对不同掺杂含量的微纳米复合PI薄膜的结构和电性能及耐电晕老化性能进行了研究。结果表明:随着BN微纳米颗粒掺杂量的增加,复合PI薄膜的电气强度先增大后减小,当掺杂含量为1%时,交流电气强度达到最大值219.6 kV/mm。掺杂BN后,复合PI薄膜的介电常数和介质损耗都有所增加,在高温下的电导电流小于纯PI薄膜。随着BN掺杂量的增加,复合PI薄膜的耐电晕老化性能逐步提升,在掺杂含量为20%时,复合PI薄膜的耐电晕老化时间是纯PI薄膜的116.7倍。

PI/AlN纳米复合薄膜结构与介电性能研究

采用原位聚合法制备了聚酰亚胺/氮化铝(PI/AlN)纳米复合薄膜,用小角散射(SAXS)、扫描电镜(SEM)对薄膜进行表征,研究了不同纳米掺杂量对材料电阻率、介电常数(ε)和介质损耗因数(tanδ)的影响。结果表明,随着纳米AlN含量的增加,分形结构由质量分形转变为表面分形,当AlN含量为1%时,复合薄膜的介电常数达到最低值,电阻率提高了一个数量级;介质损耗在低频范围内明显增加;AlN的掺杂提高了纳米复合薄膜的绝缘性能。

氧化锌避雷器绝缘老化与检测技术实验研究

为了对避雷器在运行过程中的绝缘状态进行评估,文中在实验室搭建了避雷器高压实验系统,模拟避雷器运行工况老化,测试电压5 kV~13.6 kV,温度为20℃~60℃,相对湿度为20%~80%,盐密度为20 g/L~160 g/L。此外,对避雷器在200℃下进行了100 h加速热老化实验。实验过程中实时监测氧化锌避雷器泄漏电流及其阻性分量,并以其为主要特征量,建立BP神经网络模型,以泄露电流及其阻性分量和环境变量作为输入量,绝缘状态为输出量,对避雷器老化过程中的绝缘状态进行评估。实验测试结果表明,该模型对绝缘状态评估的相对误差在1%以下,并能有效去除环境因素对避雷器绝缘状态评估的干扰。

环氧树脂/氮化硼微纳米复合材料的导热与电气绝缘性能研究

以环氧树脂(EP)为基体,采用行星共混法制备了不同质量分数的微米BN/EP复合材料(EPM)和纳米BN/EP复合材料(EPN),分析了BN微、纳米填料对复合材料导热性能和电气绝缘性能的影响及其机理。结果表明:相同的BN质量分数下,EPN比EPM具有更高的热导率。EPM和EPN的电气强度随BN质量分数的提高先增大后减小,在相同BN质量分数下,EPN比EPM具有更高的电气强度;EP、EPN以及EPM的介电常数(εr)和介质损耗因数(tanδ)均随温度的升高而增大;同一温度下,EPM和EPN的εr均大于EP,而tanδ均小于EP。在80℃以下,EPM和EPN与EP的电导率相差不大;而在80℃以上,EPM和EPN的电导率显著低于EP,并且相同BN质量分数的EPN电导率明显低于EPM。BN微纳米填料的填充可显著提高环氧树脂的导热性能和高温下的电气绝缘性能。

新型电力系统中电力设备健康管理与智能运维关键技术探究

为保证以新能源为主的新型电力系统的安全可靠运行,提高电力设备的缺陷预警能力,对电力设备的健康管理和运维模式进行数字化和智能化的转型迫在眉睫。因此,在新型电力系统背景下,首先构建了电力设备新型的健康管理和智能运维体系架构,并对涉及其中的内容和技术进行了详细的阐述,包括边云协同技术、数字孪生模型的构建技术和知识图谱的构建技术及其典型应用。然后,基于现有的研究工作,明确了实现电力设备状态评估、故障预警和智能运维的关键方法,并对其中还需解决的问题进行了相应的阐述和探究,最后对未来实现电力设备健康管理和智能运维的发展趋势进行了展望。

纳米聚酰亚胺复合材料的热刺激电流研究

采用改进的热激电流设备得到不同实验条件下(不同极化场强、极化温度、极化时间)的TSC曲线,研究不同测试条件对测量结果的影响。结果表明:选择适当的测试条件对测量的精确度有重要的意义;纳米粒子的存在有助于抑制聚合物分子链的运动和空间电荷效应。

淀粉及其衍生物抑制剂在矿物浮选中的应用和作用机理研究进展

浮选是实现微细粒矿物高效分选的有效方法,而高效、经济和环保型抑制剂的使用对提高浮选指标起关键性作用。淀粉作为天然高分子聚合物,具有绿色环保、来源广泛、成本低和可生物降解等优点。近年来,随着我国环保力度的增强,淀粉在矿物浮选中的应用备受关注。综述了淀粉及其衍生物抑制剂的种类等因素对其抑制性能的影响,阐述了其在浮选中的作用机理,并展望了淀粉类抑制剂在矿物加工领域中的应用前景,以期为淀粉类抑制剂的高效利用提供理论参考。

电力复合脂的研究进展及其应用

电力复合脂是一种新型的电工材料,在输变电系统中发挥着至关重要的作用。在电气连接中涂抹电力复合脂能有效降低接触电阻,对导电体起到抗氧化、防腐蚀和减摩抗磨作用,有效提高电力设备的稳定性和可靠性。研究人员通过对电力复合脂填料的调制和改性,从而达到提升电力复合脂的导电性和润滑性的目的。文中介绍了电力复合脂的导电机理和应用领域。综述了碳纳米管型电力复合脂、锂盐型电力复合脂和石墨烯型电力复合脂在摩擦学性能和导电性能方面的研究现状,展望了电力复合脂用在电力设备连接中的发展前景。

等离子体的产生及其在矿物浮选中的应用

等离子体作为一种绿色环保的表面改性技术,因其操作简单、反应速度快、能耗低、工艺干法化等优良性能而备受人们关注。综述了等离子体的产生方式及其在矿物浮选领域中的应用,阐述了其在浮选中对矿物表面改性和药剂改性的作用机理,并展望了等离子体在矿物加工领域中的应用前景,以期为等离子体技术在矿产资源高效利用领域的推广应用提供参考。

聚合物电介质深陷阱能态研究

采用光学参量振荡器（OPO）为激发光源,利用光激放电（PSD）测试技术研究了典型聚合物电介质材料的深陷阱能态。激发光源能够输出波长在210-420 nm范围内连续可调谐的激光,每个光脉冲平均能量为2.3 mJ,脉冲宽度为3-5 ns。实验表明,该光源可以很好地工作于PSD测试系统中,同时测得聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）内存在活化能为4.27 eV的单一深陷阱,而聚丙烯（PP）中存在活化能分别为4.92 eV与5.17 eV的深陷阱。这些数据是表征聚合物电介质材料中陷阱态的基本参数。