C5-PFK混合气体绝缘穿墙套管分解产物分时互用光学带电检测技术

围绕C5-PFK气体在特高压套管典型绝缘结构使用的理论性分析,将分时互用光纤传感检测技术应用于C5-PFK混合气体绝缘及分解性能研究。理论和软件分析:从分子动力学层面模拟C5-PFK混合气体的绝缘及分解特性;自主编程仿真软件模拟吸收谱线随温度、压力变化规律,获取C5-PFK绝缘环境下特高压套管精细化电热机耦合场分布;针对电容式套管内绝缘结构和C5-PFK混合气体绝缘特性,应用灰色系统与NSGA-Ⅱ混合算法反演、预测分解气体浓度高耦合、非线性数据序列。硬件和装置开发:开发分时互用光纤带电检测装置实现混合气体分解成分定量在线获取;搭建测试混合气体工频、雷电和操作冲击性能的高压组合电器真型试验平台;通过迭代优化光路系统,解决高频振动、大幅温差对试验结果影响。分时互用光纤传感检测技术可实现C5-PFK混合气体高灵敏度、宽浓度域检测,为双碳目标建设示范工程提供理论和试验依据,具有较好经济和社会效益。

雪花状Fe_(2)O_(3)-AgNPs SERS基底在大豆基天然酯绝缘油-糠醛检测中的应用

本文通过一步水热合成了雪花状三氧化二铁(α-Fe_(2)O_(3))纳米材料,并通过化学还原法在其表面原位生长银纳米颗粒(AgNPs),并将其作为表面增强拉曼散射基底用于检测大豆基天然酯油中的糠醛浓度。根据扫面电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),电化学工作站以及拉曼光谱仪(Raman)分别进行表征。结果表明,以RhB作为探针分子,最低检测限为10-11 mol/L(M),而且相较于单一AgNPs基底,α-Fe_(2)O_(3)-AgNPs的SERS性能更优异。将α-Fe_(2)O_(3)-AgNPs基底进行功能化处理,使其表面修饰4-ATP分子,并用于检测大豆基天然酯绝缘油中的糠醛,最低检测限能达到0.05 mg/L。检测结果完全满足电力行业绝缘油的老化标准(重度老化,4mg/L;中度老化,0.5 mg/L;轻度老化,0.1 mg/L)。

低浓度氟化氢标准气体的FTIR分析方法研究

提出一种基于FTIR的氟化氢标准气体分析方法,使用其特征吸收区域(波数4100~4300 cm^(-1))进行定量分析。通过稀释方法形成120、100、80.0、60.0、40.0、20.0μmol/mol共6个浓度点的氟化氢标准气体,并对其重复性、标准曲线线性、检出限进行考察。结果显示:在20.0~120μmol/mol范围内仪器响应值与标气浓度呈线性,R^(2)为0.9979;各浓度点的重复性介于0.34%~1.1%之间;检出限约为2.04μmol/mol。

直流均匀电场SF6气体电流密度改进数学模型研究

在直流均匀电场下,SF6气体的电流密度可分为欧姆电导区、饱和电流区和电流激增区。传统欧姆电导区和饱和电流区的数学模型忽略了空间复合和极板复合同时存在的微观过程,电流激增区数学模型由于电离系数随着温度、气体种类等的动态不稳定而在应用中受限。因此,考虑离子产生、空间迁移、空间复合、扩散及碰撞电离等微观过程,提出了SF6气体直流电流密度的改进数学模型,并对传统模型和改进模型的三区分界电场强度进行了仿真计算。结果表明,改进模型的计算结果更符合电流密度分区的定义。

温度和正极性电压对直流GIL盆式绝缘子表面电荷积聚的影响

直流GIL盆式绝缘子表面电荷积聚是导致绝缘子沿面闪络电压降低的主要因素。为此基于不同温度和正极性电压研究了直流GIL盆式绝缘子的表面电荷积聚特性。在绝缘气体电流密度与场强、绝缘子固体电导率与温度的非线性关系基础上,建立了绝缘子表面电荷积聚时变数学模型;通过该模型研究了不同温度下盆式绝缘子表面电荷积聚特性,以及绝缘子表面电荷积聚在不同正极性电压下的主导机制。研究结果表明:电压和温度是表面电荷积聚中气体电导和固体电导平衡的主要影响因素之一;1 kV直流电压作用时绝缘子气体侧电导占主导地位,而且表面电荷密度随温度升高而减小;400 kV直流电压作用时绝缘子固体侧电导占主导地位,而且表面电荷密度随温度升高而增大。另外研究了在400 kV电压下表面电荷积聚对绝缘子表面切向电场的影响,结果表明绝缘子上下表面的最大切向电场强度随着表面电荷积聚从初始到稳态的过程而逐步增加,而且温度越高,稳态时的最大切向电场强度越大。因此表面电荷积聚是使绝缘子沿面电场强度增大的主要因素之一,温度加剧了表面电荷积聚的程度,从而致使表面切向电场强度进一步增大。

直流GIL绝缘子表面电荷研究现状与展望

绝缘子表面电荷积聚是制约直流气体绝缘输电线路(DC-GIL)发展的主要因素之一。针对目前表面电荷的产生、输运、积聚和消散机理的相关研究还存在较多不足之处。本文从表面电荷积聚机制、离子流场理论模型、表面态物理化学结构及其影响因素、SF6气体空间中的离子种类以及电场强度和环境等对气体离子输运参数的影响等方面综述了直流GIL绝缘子表面电荷积聚机理研究的局限性和对策,并从固-气界面动态分析、环境友好替代气体在直流GIL中的应用等方面对未来直流GIL绝缘子表面电荷研究的重点进行了展望。

Rh掺杂单壁碳纳米管表面NO吸附反应的第一性原理研究

由于局部放电,SF_(6)/N_(2)混合气体会发生分解。基于密度泛函理论研究SF_(6)/N_(2)混合气体的一种分解产物NO对铑掺杂单壁碳纳米管表面的气敏特性。模拟和分析了NO气体靠近铑掺杂SWCNT(8,0)表面的吸附结构、吸附能量、电荷转移量、态密度等。结果表明,NO在Rh-SWCNT上的吸附过程是放热的。根据DOS分析,NO气体吸附在Rh-SWCNT表面后,NO与Rh-SWCNT的相互作用力变强,共价性增加。分析得出Rh-SWCNT材料可能适合作为检测SF_(6)/N_(2)气体绝缘设备中NO的气体传感器。