Cu箔集流体飞秒激光深刻蚀织构化及其对锂离子电池性能的影响

目的 使用飞秒激光在Cu箔表面深刻蚀织构化,制备微纳沟槽结构,提高锂离子电池Si电极循环稳定性。方法 系统研究激光能量密度、单位点有效脉冲数对厚度为9μm的Cu箔的表面形貌和微纳结构的影响规律,根据结果设计不同沟槽密度和沟槽深度的Cu箔,并组装成Si电极锂离子半电池,通过循环测试及循环后电极形貌揭示其稳定性提升的内在机理。结果 最佳的激光能量密度为3.18 J/cm^(2),此时改变单位点有效脉冲数和扫描间距可有效控制刻蚀沟槽的密度和深度。Si电极的循环稳定性随着Cu箔表面沟槽密度和沟槽深度的增加而逐渐提升,当沟槽密度为75%、沟槽深度为6μm时,循环300圈后剩余的容量高达911 mA·h/g,保持率为89%,电极形貌相对最完整、稳定。结论 刻蚀表面纳米结构增加了电极层与集流体之间的黏结强度;微米沟槽结构进一步保护了电极层,缓解了体积膨胀效应。采用Cu箔集流体深刻蚀显著改善了Si电极的剥离和开裂现象,实现了其电化学性能的提升。

多种检测技术在变压器火花放电中的应用

0引言变压器是电力系统中广泛应用的设备,承担着不同电压之间转换的作用,在电力系统中拥有举足轻重的地位,因此对变压器性能开展全方位检测尤为重要,是保证设备健康运转以及电网安全稳定运行的重要保障。文中应用多种检测技术,对变压器局部放电问题进行综合分析,结合变压器带电检测、油色谱检测、日常巡检及在线监测数据,全方位分析变压器110 kV侧油-油套管电缆终端乙炔超标异常引起的火花放电缺陷。通过解体检修,消除了该隐蔽部位局部放电异常,为具有类似结构变压器的异常分析提供了经验借鉴。

直链淀粉-香叶醇包合物的制备及其性质

为探究直链淀粉含量对直链淀粉-香叶醇包合作用的影响,以蜡质玉米淀粉为原料,采用普鲁兰酶进行脱支处理,通过控制酶解条件制备不同直链淀粉含量的壁材,对香叶醇进行包合,以包埋率为指标评价制备的包合物对香叶醇的保护作用,并通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪和热重分析仪对包合物的形貌结构和稳定性进行表征。结果表明:直链淀粉含量与包埋率之间无线性关系,直链淀粉质量分数为5.86%时,包埋率最高,为9.05%。X-射线衍射结果表明,包合物形成后,衍射峰位置改变,包合作用改变了壁材晶型,由A型变为A+V型,同时提高了包合物稳定性。扫描电镜结果显示,壁材随直链淀粉含量的提高,表面越加凹陷,而包合物局部表面较为完整。红外光谱分析结果表明,随包埋率升高,特征峰发生蓝移,包合物中未出现香叶醇的特征峰。热焓特性分析表明,随着包埋率升高,相变焓及热重二阶段失重率均增高,进一步验证包合物的形成提高了香叶醇的稳定性。对蜡质玉米淀粉脱支处理后,基于形成的直链淀粉对香叶醇进行包合,能够使香叶醇稳定性提高,有望为直链淀粉包埋活性物质应用研究提供参考。

一起敞开式隔离开关操作过电压激励罐式断路器微粒放电故障分析

SF_(6)气体绝缘金属封闭开关设备又称组合电器(简称"GIS"),具有占地面积小、不受外界环境影响、运行可靠性高、免维护的优点,在电力系统得到广泛应用,组合电器故障率直接影响到电网稳定.介绍了一起252 kV罐式断路器在同间隔隔离开关操作时灭弧室内发生放电的故障,综合录波数据、解体情况分析,通过隔离开关操作过电压仿真计算、现场局部放电试验比对分析,得出故障原因为动静主触头异常磨损,产生较多金属颗粒,在操作振动(气动机构)和分合闸气流扰动下,于动触头侧的屏蔽罩下方罐体处积聚,隔离开关分闸过程中产生高频过电压,传导至断路器动触头侧,加剧罐体处积聚的金属颗粒跳动,引发屏蔽罩底部对下方罐体放电,并为后续改造提供了建议.

独立四轨回流系统对埋地管道直流干扰测试

独立四轨回流系统作为一种城市轨道交通牵引供电回流方式,可大幅增加回流轨过渡电阻,减小杂散电流。为研究采用独立四轨回流系统的城市轨道交通杂散电流对周边埋地燃气管道的影响,对郑许线开通前后周边管地电位和地电位梯度进行测试。结果表明,郑许线周边管地电位和地电位梯度在线路开通前后变化不大。

35kV C-GIS环氧树脂外锥套管残余应力检测研究

环氧树脂浇注外锥套管在柜式气体绝缘开关设备中发挥载流导体和高压对地绝缘与支撑的关键作用,但工件内部残余应力与复杂的机械载荷叠加使外锥套管在运行工况下频繁发生开裂、击穿甚至解体等绝缘故障,严重威胁变配电系统安全稳定运行。文中以35 kV柜式开关设备外锥套管为研究对象,对比研究了超声法与钻孔法对其残余应力的检测效果,利用局部放电与抗弯试验验证了残余应力对工件运行可靠性的影响。主要结论如下:基于声弹性效应的残余应力检测方法发现环氧树脂外锥套管残余应力分布在-50~20 MPa。钻孔法检测结果表明外锥套管次表面残余应力分布为-7.5~7.6 MPa,与超声纵波法检测的残余应力检测位点一致,但是受钻孔深度影响,该方法具有一定限制。残余应力的存在使环氧树脂绝缘件机械重载运行后的局部放电量有所增加,使其机械强度大幅下降。因此需要严格控制环氧树脂绝缘件浇注工艺并开发残余应力检测方法。

声—电—化联合检测在判别GIS自由金属颗粒放电缺陷上的应用

笔者通过应用基于局部放电的超高频、超声波以及SF_6气体分解产物的声—电—化联合检测方法,分析了一起GIS断路器气室内自由金属颗粒放电缺陷,阐述了超高频检测下对自由金属颗粒的判别,超声波对自由金属颗粒缺陷定位的优势,又根据SF_6气体分解产物检测到的特征气体对自由金属颗粒来源进行判断,最终通过解体检查以及机械开断试验最终确定断路器弧触头在分合过程中存在机械磨损,是产生自由金属颗粒的根本原因。

基于振动信号对运行中主变异响分析

振动信号分析是检测变压器异响原因的一种有效方法。振动信号的分析对变压器故障诊断也具有重要意义。在对变压器铁芯和绕组的振动机理进行分析的基础上,利用所建立的振动测量系统对一台35 kV变压器进行了测量。通过对基频振幅、主频率、频率比、振动熵的分析,得出变压器异响原因为绕组松动,验证了所提出的诊断技术的有效性。

并联坐标测量机的结构优化

基于3-PUU并联机构原理,提出一种只需一根光栅,一对精密导轨即可实现三维空间精密测量的坐标测量机。在研制的第一台被动运动型样机的基础上,对其结构参数进行优化设计并重新研制了一款主动运动型样机。首先,依据正解运动学模型和测量空间最大化原则确定了主要部件的尺寸和位置参数;然后,对铰链的位姿进行重新设计和布置,以保证仪器的测量空间。最后,根据测量机的运动特性和参数,对其关键部件的形变进行分析计算,以便控制和减小形变对仪器精度的影响。与第一台样机相比,新样机的测量空间达到了1 050mm×535mm×426mm,在x、y、z方向上测量范围分别扩大了92%、134%和113%;样机的力学性能进一步得到了提高。

场路耦合的直流牵引供电系统杂散电流扩散模型

场路分离的杂散电流计算中,电阻网络模型的钢轨对地过渡电阻参数受地电位分布计算中的道床和土壤电阻率的影响,难以准确反映杂散电流扩散分布。提出了场路耦合的仿真模型,通过对直流地铁回流系统中的空间及导体结构进行区域等效,以直接边界元法建立杂散电流扩散场模型,获得表征杂散电流扩散分布的散流系数矩阵与散流互阻矩阵并进行存储;将直流牵引供电系统等效为多时变电源集中电路,利用散流互阻矩阵对牵引供电系统等效电路进行修正,建立以列车运行图为驱动的杂散电流动态仿真模型。仿真结果与CDEGS软件对比,钢轨电位误差在2.04%以内,隧道面上电位误差在1.09%以内,仿真计算速度提升了83.32%。案例分析表明,大部分杂散电流从牵引所间距较大的区间泄漏;该线路钢轨对地过渡电阻大于3.76Ω·km时,其变化对钢轨电位峰值影响较小;当过渡电阻值大于6.94Ω·km时,钢轨泄漏电流密度小于2.5 mA/m。

U71Mn钢在空气中高温脱碳实验研究

为了研究UTlMn重轨钢在空气中的高温脱碳规律，对UTlMn重轨钢进行了空气中950℃、1050℃、1150cC和1250℃等四个不同温度条件下的恒温30min、60min、90min、120min的加热，通过金相法检测了上述条件下的脱碳层深度，在考虑碳扩散和氧化后，进行了脱碳动力学计算。结果表明，U71Mn钢在950～1250℃温度加热时，随着温度的升高和时间的延长，脱碳层深度逐渐增加，碳原子的扩散长度与加热时间的平方根成线性关系，扩散激活能为133．08kJ／mol。

U71Mn钢在氧气中高温脱碳实验研究

为了研究U71Mn重轨钢在氧气中的高温脱碳规律,对U71Mn重轨钢进行了氧气中950,1050,1150和1250℃等4个不同温度条件下的恒温30,60,90,120 min的加热,通过金相法检测了上述条件下的脱碳层深度,在考虑碳扩散和氧化后,进行了脱碳动力学计算.结果表明：在氧气气氛下,U71Mn钢在950～1150℃温度加热时,脱碳层深度随温度升高而逐渐增加,超过1150℃以后,脱碳层深度逐渐减小,1150℃时脱碳层深度最深.在950 ～1150℃,碳原子的扩散长度与加热时间的平方根成线性关系,扩散激活能为87.41 kJ/mol.

交变电磁场磁化PFS处理黄河水的实验研究

磁化后的PFS(聚合硫酸铁)溶解液具有加速杂质颗粒沉降的性能。论文针对黄河水的浑浊度、COD Cr值指标,分析电压、电流强度、频率、磁化时间对PFS混凝机理以及水解性能的影响规律。在综合处理效果与经济因素下,磁化处理较未经磁化处理的混凝效果而言,加药量由7 mL减至4 mL、出水浑浊度由3.18 NTU降至0.27NTU、COD Cr值由35 mg/L降低至21 mg/L,可知,此项技术既降低了PFS的投资成本,又进一步提高了出水效果;并通过实验得出处理方式的最佳条件:电压100 V、电流0.7 A、频率为150 Hz和300 Hz、磁化时间60 s;各因素影响出水效果的主次关系为:频率>电压>电流>磁化时间。

焦化废水的电磁混凝实验研究

利用自制交流电磁装置对聚合硫酸铁(PFS)溶液进行磁化,将磁化后的PFS加入焦化废水中进行混凝实验。在PFS加入量为3 mL/L、磁化时间为5 min、磁场强度为60.1 mT的最佳条件下,废水COD去除率为66.3%,浊度去除率为99.4%。经磁化后污泥比阻由5.3×108s2/g降至3.2×108s2/g。磁化处理可提高出水水质,经磁化处理后产生的絮体较为密实、含水率低,更易聚沉。

3-PSS并联机构正解及其在坐标测量机中的应用

针对传统坐标测量机和关节臂测量机存在的技术局限,基于3-PSS并联机构原理,提出了只需一只长光栅、一条精密导轨即可实现三维空间精密测量的坐标测量机,并研究了测量系统的测量模型、测量误差模型及并联机构误差平均效应。根据并联机构基本理论建立了测量机的六杆测量模型,在此基础上进行了杆长制造、装配误差和光栅读数误差的理论分析。然后,从理论上展示和说明了并联机构存在误差平均效应的数学本质和依据。最后,介绍了样机的设计及制造,并给出初步的实验结果。在没有进行误差修正和系统标定的前提下,该样机在X,Y,Z3个坐标方向上的测量误差分别为0.029mm,0.045mm和0.058mm。得到的结果可指导新样机的优化设计。

220kV高压电缆局部放电信号传输特性研究

研究高压电缆局部放电信号的传输特性对提升电缆局放检测可靠性具有重要意义。本文选用双指数震荡衰减模型模拟局部放电信号。基于Matlab/Simulink仿真软件搭建了220 kV高压电缆局部放电信号传输模型,仿真分析了电缆长度、局部放电信号频率和电缆型号对局放传输规律的影响。结果表明:局部放电信号随电缆长度和局部放电信号频率的增加呈指数降低趋势;电缆长度的增加会造成局部放电信号相位延迟,并且当电缆长度和局部放电信号频率太大时,局部放电信号会发生畸变;电缆型号对局部放电信号传输几乎没有影响。

融合CLAHE算法与YOLOv4-tiny模型的变压器放电碳痕检测

借助机器视觉和深度学习进行变压器内部放电碳痕的检测识别,采用CLAHE算法进行图像特征增强和YOLOv4-tiny模型进行目标检测,验证其平均精度值满足实际检测需求。

组合电器电缆终端局部放电综合诊断与分析

针对一起110kV组合电器电缆终端局部放电案例,首先利用特高频、高频等局部放电检测手段对局部放电源进行初步定性,再利用高速示波器进行极性比较,最后利用脉冲时延定位等方法对放电源进行定相及精确定位,并通过电子计算机断层扫描系统(医学CT)扫描准确找到组合电器电缆终端存在的气隙缺陷。

交流GIS聚酰亚胺电极覆膜微粒抑制效果及绝缘寿命评估

目前针对交流GIS聚酰亚胺电极覆膜微粒抑制效果及绝缘寿命评估的相关研究尚不清晰。文中针对交流GIS,首先基于金属微粒荷电机理与受力模型,搭建了电极覆膜金属微粒运动观测平台,通过观测聚酰亚胺电极覆膜的微粒抑制效果,验证了电极覆膜对微粒抑制的有效性。具体结果表明,薄膜厚度与微粒抑制效果呈正相关特性,不同厚度的聚酰亚胺薄膜对金属微粒启举电压的增幅在49%~68%。其次建立了聚酰亚胺薄膜表面放电特性与寿命测试系统,测试不同厚度实验样品的放电统计参量,明确其放电特性,进而测试不同厚度聚酰亚胺薄膜的绝缘寿命。根据实验结果可知,100μm聚酰亚胺电极覆膜在110 kV下的绝缘寿命最长,为76.86年;25μm聚酰亚胺电极覆膜在500 kV下的绝缘寿命最短,为18.63年,验证了聚酰亚胺电极覆膜的绝缘可靠性。最终基于上述实验结果,文中提出了在交流GIS中的电极覆膜敷设方案。本研究可为交流GIS电极覆膜提供指导与参考。

基于原始信号多尺度信息的局部放电特征提取与识别

不同类型的局部放电脉冲,对电缆的危害程度不同,其判断标准也不一样,因此对局放类型的辨识具有重要意义。制作了沿面放电、悬浮放电、针-板放电和自由颗粒放电4种典型的故障缺陷模型,并搭建实验平台测取放电数据。对数据去噪处理后,构建4种放电类型的局部放电相位分布模式PRPD(phase resolvedpartialdischarge),并利用谐波小波包变换对原始局放信号进行分解,提取局放信号的多尺度能量特征参数和多尺度样本熵参数,将它们组成特征向量,送入支持向量机SVM(support vectormachine)中进行分类识别。4种放电类型的平均识别率为94.5%,因此利用多尺度参数特征可以有效识别出不同类型的局放信号。