智能电能表数据安全隐患多层次分析与系统设计

智能电能表数据在智能电网中占有重要地位,传统智能电能表数据安全问题较为严重。为提高智能电能表数据安全等级,提出一种安全隐患多层次分析与系统设计方案。所设计系统包含功能有:用户获取用电信息,自主识别用电高峰;采用安全文件传输协议(SFTP)将用电数据从智能电能表传递至电力企业服务器,提高数据传输安全性;系统增加加密技术,通过磁盘加密确保用户数据的完整性和机密性,通过传输层安全(TLS)/加密套接字协议层(SSL)来保护用户与Web门户之间的通信。结果表明所设计智能电能表数据系统与同类系统相比,安全等级得到提高。

电压频率对硅橡胶中电树枝生长特性的影响研究

采用变频电源研究了施加电压频率对硅橡胶中电树枝特性的影响。结果表明:在高频下(≥2 kHz)会出现藤枝状电树,其生长速度明显大于工频电压下出现的电树。一定电压下,随着电压频率的升高,硅橡胶中电树枝的起始时间减少,电树枝的累积击穿概率增大。

电力电缆技术的发展与研究动向

电力电缆广泛应用于城市电网中,经历了从充油电缆(OF电缆)、钢管电缆到交联聚乙烯电缆(XLPE电缆)的发展过程。XLPE电缆与其他电缆相比,有不需要供油、供气设备、防火性能好、安装维护简单等优良性能,被越来越多的国家所采用。电力电缆的安全运行关系到城市电网的安全可靠性,逐渐受到了各国的高度重视。提高高压电缆路径通道的管理水平、安全运行以及输送能力,其关键技术的研究非常重要。笔者叙述了电力电缆及其附件相关技术的研究状况和今后的发展趋势,得出提高城市电网的可靠性和安全性,降低运行成本是今后的发展趋势。

采用温差法的10kV交联聚乙烯电缆水树老化评估

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆在运行过程中受到电场、温度、水分等因素的共同影响而发生老化,引发事故,给电网的安全运行带来隐患。为此,选取水树老化10kV XLPE电缆为研究对象,采用温差法研究了温差电流与试样老化时间的关系。实验结果表明,温差电流幅值随着试样老化时间的增加而增大;温差电流与直流电压的幅值正相关;随着电缆水树老化时间的增加,空间电荷密度峰值的位置向绝缘层外部移动;内热法与外冷却法分别适用于电缆的整体和局部老化检测,但是对于老化程度较轻的电缆,内热法具有更高的灵敏度。研究结果验证了所提出的温差法评估XLPE电缆水树老化程度的有效性,为XLPE电缆的水树老化检测与寿命评估奠定了基础。

高压交联聚乙烯电缆在线监测及检测技术的研究现状

综述了我国高压交联聚乙烯(XLPE)电力电缆的在线监测及检测技术的研究进展及现场应用状况,对局部放电,温度,接地电流、介质损耗(tanδ)等监测方法的优缺点进行了讨论,认为tanδ监测方法存在工程上难以实现及无法获取电缆局部劣化信息的缺点,不宜在高压电缆系统的在线监测或检测系统中采用。提出了适合我国高压XLPE电力电缆的在线监测技术及检测方法。

交联温度对XLPE累积电荷衰减特性的影响

交联聚乙烯(XLPE)中的累积电荷是造成电力电缆局部电场集中、引发电树枝和绝缘击穿事故的重要原因。为考察对保障XLPE电缆的安全运行十分重要的累积电荷的衰减机理,以不同温度交联形成的XLPE薄膜为试样,通过电晕充电法向试样注入电荷,采用静电电位计测量试样表面电位,分析了交联温度对累积电荷衰减特性的影响。结果表明,正、负电荷均呈现非线性衰减特性,正电荷衰减程度高于负电荷;随着交联温度的升高,正、负电荷的衰减速度均先减小后增大。最后得出交联剂过氧化二异丙苯(DCP)在交联过程中分解产生的副产物苯乙酮及水分,是影响电荷衰减特性的主要原因。

伽玛线辐射对聚乙烯表面电荷累积的影响

表面电荷是引起宇宙航天、核电站等辐射环境中固体绝缘材料沿面放电的重要原因,考察高能辐射对材料表面电荷特性的影响十分必要。本文以聚乙烯(PE)为试样,经不同剂量60Co伽玛线辐射源辐射后,在施加直流电压的针对板电极中注入表面电荷。采用自制静电探头测量试样表面电荷密度,分析辐射量对表面电荷累积过程的影响。结果表明,试样表面累积的负电荷总量大于正电荷总量,随着辐射量增加,表面电荷总量先减少后增大。伽玛线辐射引起的交联反应和降解反应,是造成聚乙烯表面积累电荷量改变的主要原因。

潮湿环境下聚酰亚胺/Al_2O_3纳米复合薄膜表面电荷及击穿特性研究

采用原位聚合法制备了聚酰亚胺/Al_2O_3纳米复合薄膜,将薄膜分别浸泡于高纯水中12、24、48、72、96、120、144、168 h,分析脉冲电压作用下浸水聚酰亚胺纳米复合薄膜的吸水性能和表面电荷分布动态特性,研究潮湿环境下聚酰亚胺/Al2O3纳米复合薄膜的绝缘破坏特性。结果表明:纳米复合薄膜的吸水率大于纯聚酰亚胺薄膜。与未添加纳米粒子的薄膜相比,浸水后纳米复合薄膜的表面电荷消散速度更快,击穿电压更低。由于吸水特性的影响,工作于潮湿环境中的纳米复合聚酰亚胺薄膜的耐击穿性会低于纯聚酰亚胺薄膜。

SiO_2纳米颗粒对硅橡胶中电树枝特性的影响研究

通过自制不同质量分数的纳米SiO2/硅橡胶，分析了SiO2纳米颗粒对硅橡胶中电树枝的抑制作用。结果表明：随着纳米颗粒含量的增加，相同时间内电树枝的累积起始概率明显呈下降趋势，树枝通道宽度明显减小。在纳米颗粒含量在0-3%范围内，树枝通道的数目随着纳米颗粒含量的增加而增加，电树枝的生长速度变慢，电树枝累积击穿概率下降。

硅橡胶绝缘介质中电树的特性研究

电树枝的生长是聚乙烯(PE)和交联聚乙烯(XLPE)电力电缆绝缘电老化的主要原因。电缆附件中结构复杂、电场分布不均匀,其主绝缘材料———硅橡胶长期处于高场强下。因此,非常有必要研究硅橡胶绝缘介质中电树枝的生长特性及机理。笔者选取了电缆附件应力锥的硅橡胶材料作为试验样本,研究了其电老化现象。实验过程中采用了典型的针—板电极,通过施加直流和交流电压以及改变试验参数等方式促进电树枝的生长。实验中使用数字显微成像系统实时拍摄了电树枝的整个生长过程。结果表明:硅橡胶绝缘介质中由硅的化合物形成的电树枝通道是绝缘的,完全不同于PE和XLPE电力电缆中具有导电或者半导电性质的碳化通道;电树枝的生长速度和结构完全依赖于试验电压种类、交流电压幅值和电源频率,随着电压幅值以及电源频率的增加,生长速度明显增快。

电力系统间接碳排放计量技术研究与应用

当前电力碳排放占我国全社会碳排放的比重已达40%以上,专家预计到2030年和2060年,电能占能源终端消费比重将提升10%和30%左右,电力碳排放占我国全社会碳排放的比重将进一步提升.发电侧产生的碳排放随着电能传输至用户侧,用户消耗电能时相当于实际排放碳,造成电力间接碳排放.我国已将电力间接碳排放纳入钢铁、化工、煤炭、石化等主要碳排放行业企业核查中,欧盟碳边界调节机制也包含电力间接碳排放.

二维层状范德华异质结光催化剂的第一性原理研究

开发能直接利用太阳能的光催化剂是当今全球研究热点和难点。二维材料的“新大陆”-范德华异质结是一类非常有前景的光催化剂。目前,范德华异质结主要通过液相的层层自组装或在平整基底上气相化学沉积获得,难以针对特定的应用需求对材料的物理化学性质进行调控。因此,迫切需要发展材料设计的理念和高效合成的手段,以实现先进范德华异质结的可控构建,从而全面优化其本征催化活性和外在理化特征,提高光催化应用性能。