绝缘隔板对空气间隙放电光谱特性的影响及电荷演变机理

在空间有限的开关柜等电力设备中,开展棒-板间隙放电的放电规律以及检测方法的研究具有重要意义。实验探讨了“棒电极-绝缘隔板-接地电极”系统中不同隔板材料、隔板位置时放电光谱的分布规律;采用表面电位计,计算分析了放电后绝缘隔板表面陷阱能级分布特征;通过建立等尺寸绝缘系统仿真模型,分析绝缘隔板的引入对电子密度、电场分布的影响,揭示放电机理。实验研究表明,绝缘隔板的引入,可以显著提高系统的击穿电压,最高可提升1.6倍。不同隔板材料对应的放电光谱特征信息有所不同,环氧树脂隔板的放电光谱强度整体较大,但在波段309.25 nm、589.05 nm处聚酯板的光谱强度略大于环氧树脂。此外,电极间距对放电光谱具有较大的影响。隔板材料表面存在明显的残余电荷,环氧树脂的电荷积聚高于聚酯板,对击穿电压的影响较大。仿真结果显示,隔板材料的改变会影响击穿电压的幅值,同时会改变微观粒子的物理运动,从而改变放电光谱。研究成果可为电力设备光谱放电监测和绝缘状态评估提供理论和实验指导。

电缆附件用硅橡胶力-热老化特性及电-热-力多物理场耦合仿真研究

长期运行过程中,高温及界面压力作用会导致电缆附件硅橡胶(silicon rubber,SIR)绝缘发生老化,影响附件材料的电-热-力综合性能,易引发放电故障.该文采用实验和仿真结合的方法,研究力-热联合老化作用下硅橡胶材料的电-热-力综合性能变化规律;进一步仿真研究了SIR材料参数变化引起的电缆附件电场、热场和力场变化.实验结果表明,随着老化程度的不断加深,SIR的交联程度和分子运动体系会发生变化,导致材料的电-热-力性能发生不同程度的改变.相对介电常数呈现先下降后上升的趋势,体积电阻率、击穿场强和闪络电压等均呈现先上升后下降的趋势;此外,随着老化时间的延长,材料拉伸强度和断裂伸长率逐渐下降.仿真结果表明,力-热联合老化引起的电缆附件应力锥根部电场强度变化较小,维持在2.2 k V/mm左右;不同老化程度下绝缘层内外侧温差较为明显,最大温度梯度为9.15℃;应力锥根部界面压力从0.263 MPa下降到0.230 MPa,下降约12.5%.该工作对于配电电缆附件绝缘性能评价和故障分析具有指导意义.

电缆附件用二元复合硅橡胶电气性能及机理分析

分子链结构对硅橡胶的电气绝缘性能具有较大影响,本文通过实验与分子模拟相结合的方法,探究不同比例、不同种类的硅橡胶共混对复合硅橡胶电气性能的影响规律及机理。结果表明:苯基/乙烯基共混硅橡胶(PMVQ/MVQ)的电气强度提升明显,苯基硅橡胶质量分数为15%的PMVQ/MVQ复合材料体积电阻率为1.04×10^(16)Ω·cm,电气强度为106.87 kV/mm,与乙烯基硅橡胶相比分别提升了1.77倍和13.22%。三氟丙基/乙烯基共混硅橡胶(FMVQ/MVQ)的介电性能得到改善,三氟丙基硅橡胶质量分数为15%的FMVQ/MVQ复合材料介电常数为3.74,与乙烯基硅橡胶相比提升了40.07%。分子模拟结果表明,苯基/乙烯基共混硅橡胶的自由体积随苯基硅橡胶含量增大而减小,三氟丙基/乙烯基共混硅橡胶的自由体积随三氟丙基硅橡胶含量增大而增大,与复合硅橡胶击穿现象吻合。

空间电荷对不同老化状态油纸绝缘击穿特性的影响

为研究高压直流(HVDC)输电系统中油纸绝缘的老化状态与空间电荷效应对其击穿特性的影响,采用加速热老化处理得到3种不同老化程度的油纸绝缘试样,通过同极性不同幅值的预压方式注入空间电荷,测量其击穿电压;采用电声脉冲法(PEA)在室温下观察试品的空间电荷分布,进一步分析了油纸内部的电场分布情况和陷阱分布特性。实验结果表明:经3 k V同极性预压后试品的击穿电压整体高于未经预压处理的试品;且随着油纸绝缘老化程度的加剧,介质内部浅陷阱密度增大;随着电荷注入量的逐渐增加、电荷效应的增强,击穿电压有所提高。但经4 k V同极性预压后试品的击穿电压整体低于经3 k V同极性预压后试品的击穿电压;因此,在实际运行中,同极性预压幅值超过一定阈值时反而会出现击穿电压降低的现象,应引起特别注意。

基于矩形卷积窗的声频测量系统谐波分析方法

研究卷积窗在声频测量系统高精度谐波分析中的应用,并将卷积窗与多种常用的经典窗函数进行比较。结果表明:与具有相同宽度的其他窗函数相比,当采样同步误差较小时,卷积窗的主瓣最窄,旁瓣衰减速率最大,具有更小的频谱泄漏效应,因此更适于声频测量系统的高精度谐波分析。通常声频测量系统的测量频率已知,通过选择合适的窗长,可以保证采样同步误差较小。该加窗算法的特点是:测量频率在较大范围内变化时,测量精度高,算法简单。

聚合物分散液晶薄膜的极化特性及其对电光性能的影响

液晶含量和外加电场类型是影响聚合物分散液晶薄膜电光性能的重要因素,而对薄膜微观形貌的分析并不能直接反映电光性能的变化机理.因此本文以液晶材料E7和光聚物NOA65共混制备的聚合物分散液晶薄膜作为研究对象,通过对其极化特性的研究,揭示了在不同液晶含量和不同类型电场下极化过程对薄膜电光性能的调控规律和微观机制.结果表明,在10^(-1)—10^(6)Hz频率范围内,薄膜在低频、中频和高频存在3个松弛极化过程,分别为热离子极化、界面极化和转向极化.通过Arrhenius公式拟合计算了各极化过程的活化能,发现随着液晶含量的增大,转向极化的活化能从0.88 eV下降至0.83 eV,导致液晶分子转向的阈值场强和饱和场强降低.相比于交流电场,直流电场下热离子极化形成内建电场,导致阈值场强和饱和场强大幅增大,而极化弛豫时间的延长会导致响应时间的延长.此项研究对进一步分析和提升聚合物分散液晶薄膜的电光性能具有指导意义.

高压电缆绝缘热老化特性及破坏机理研究

高压电缆长期运行过程中温度引起的绝缘材料热老化是影响其整体绝缘性能的重要因素。通过对高压电缆主绝缘层切片取样,研究分析了不同老化程度试样的微观形貌、官能团、结晶度、交联度等理化性能变化规律,测试分析了不同老化程度试样的电阻特性、介电性能和击穿特性,仿真模拟了不同温度下交联聚乙烯分子链的运动情况,进一步讨论了热老化对其微观结构的破坏演变机理。研究结果表明,老化2160 h后试样的晶区结构破坏较为严重,随着老化时间的延长,相邻晶区的间距增大,晶区排列松散,无定型区面积增大;羰基指数从3.88%增大至11.06%,羟基指数从1.58%增大至10.98%,结晶度从35.43%下降至35.05%,交联度先降低后升高。老化后试样的绝缘性能相应的发生变化,体积电阻率从2.76×10^(17)Ω·cm下降到4.10×10^(13)Ω·cm,介电常数从2.49增加至2.73,击穿场强从55.80 kV/mm下降到42.19 kV/mm,这主要是由于热老化破坏了试样的分子结构,促使其改变了结晶区与非晶区占比,产生了羰基、羟基等极性官能团,加快了电缆绝缘材料的性能下降。该工作对于高压电缆绝缘性能评价和异常分析具有指导意义。

盐雾对电缆附件硅橡胶电气绝缘性能影响及其机理

盐雾是近海和海上电力设备运行中不可避免的环境因素,容易引发电缆附件闪络和击穿等放电故障。从微观形貌及官能团特性、憎水性能、介电性能、表面特性和放电特性等方面研究了盐雾处理后硅橡胶材料的电气绝缘性能变化规律,揭示了盐雾对硅橡胶材料绝缘性能的影响机理。实验结果表明:随着老化时间延长,硅橡胶憎水性能逐渐下降,由于盐雾溶液会渗透硅橡胶表面,造成水分子与杂质离子增多,导致表面电阻有所下降,表面缺陷数量增多。此外,沿面闪络电压和击穿强度均有一定程度的降低,这是由于氯离子(Cl–1)具有一定的腐蚀性,会破坏硅橡胶分子链段。研究结果对于电缆附件老化性能与失效评估具有指导意义。

绝缘层厚度对高压直流电缆电场和温度场分布的影响

高压电缆电场和温度场分布是绝缘层厚度设计需要重点考虑的因素。该文建立了高压直流电缆电-热耦合仿真模型;测量并分析电缆绝缘层和半导电屏蔽层的电阻特性和导热特性随温度的变化规律;计算绝缘层厚度对电缆电场和温度场的影响规律,讨论了载流量和敷设方式对不同绝缘层厚度电缆温度场分布的影响。实验结果表明,随着温度的升高(25~90℃),XLPE电阻率下降2~3个数量级,半导电屏蔽层则由21.4Ω·cm增加至75.5Ω·cm;整体上,半导电屏蔽层导热系数约为绝缘层的两倍。将实验参数代入仿真模型,发现绝缘层厚度从20mm增加至35mm时,绝缘层内侧电场降低约34%,绝缘层内外温差增加约54%;随着载流量的增加,绝缘层温差由800A的3.5℃增加到2400A的31.4℃;三种敷设方式散热效率由高至低依次为隧道敷设、直埋敷设和管道敷设。

原发性下肢静脉曲张患者知识、态度、行为和预后的相关性

目的:探讨原发性下肢静脉曲张患者知识、态度、行为和预后的相关性。方法:选取2019年10月-2020年6月本院收治的120例原发性下肢静脉曲张患者为研究对象,患者均进行手术治疗。根据治疗后情况分为预后良好组89例,预后不良组31例。比较两组健康知识掌握情况、心理状态评分、HPLP-Ⅱ评分,分析原发性下肢静脉曲张患者知识、态度、行为和预后的相关性。结果:预后良好组的健康知识总掌握率明显高于预后不良组,差异有统计学意义(P<0.001)。预后良好组SDS、SAS评分均明显低于预后不良组,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组人际关系、应对压力评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05);预后良好组营养、运动、健康责任、自我实现和HPLP-Ⅱ评分总分均明显高于预后不良组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关分析结果显示,人际关系、应对压力与原发性下肢静脉曲张预后情况无明显相关性(P>0.05),健康知识掌握、运动、营养、健康责任、自我实现、HPLP-Ⅱ评分总分与原发性下肢静脉曲张预后均呈正相关(P<0.05),SDS、SAS和原发性下肢静脉曲张预后均呈负相关(P<0.05)。结论:原发性静脉曲张患者的健康知识掌握情况、对待疾病的态度、健康行为与患者预后相关性具有显著关系,因此需在疾病治疗过程中调整心态,保持健康行为,提高预后情况。

高压电缆半导电屏蔽料关键问题及研究进展

半导电屏蔽层作为高压电缆的重要组成部分,在电缆结构中起到均匀电场的作用。目前,我国高压电缆制造技术快速发展,然而高电压等级电缆料严重依赖进口,存在较多的技术壁垒。该文从高压电缆屏蔽料发展历程及关键问题、屏蔽料组成及关键性能参数、屏蔽料性能提升及改性3个方面综述了高压电缆屏蔽料的研究进展。首先,梳理高压电缆半导电屏蔽料发展历程,提炼当前屏蔽料面临的主要技术瓶颈和关键问题;其次,探讨屏蔽料导电和导热机理,从基体树脂、导电填充物和添加剂3个方面分析屏蔽料组成及性能,分析不同电压等级屏蔽料关键性能参数与技术要求;最后,探讨半导电屏蔽层配方,半导电屏蔽层–绝缘层界面特性和半导电屏蔽层性能对绝缘层电荷积聚特性的影响,并提出通过半导电屏蔽层改性抑制高压直流电缆绝缘层电荷积聚的方法。该文所做工作可为我国高压电缆半导电屏蔽料的研发、高压电缆性能评估提供理论参考。

高压直流电缆附件XLPE/SIR材料特性及界面电荷积聚对电场分布的影响

双层绝缘介质界面电荷积聚是导致高压直流电缆附件界面放电的重要原因。该文测量分析交联聚乙烯(XLPE)和硅橡胶(SIR)两种介质的介电性能、电导特性和导热特性;通过建立高压直流附件电-热仿真模型,研究不同温度下XLPE/SIR界面电荷积聚特性及局部电场畸变引起的附件内部电场变化规律。实验结果表明,室温下SIR的电导率略高于XLPE材料,随着温度的升高,XLPE的电导率增加较为明显,而SIR的电导率增加则相对缓慢,高温下两种介质电导率不匹配是导致界面电荷积聚的重要原因。室温下XLPE/SIR界面积聚负电荷面密度约为3.42×10^(−4)C/m^(2),这部分电荷会增强电缆主绝缘电场,削弱应力锥根部电场畸变,主绝缘电场增加约36%,应力锥根部电场畸变下降约62%。当温度超过约36℃时,XLPE/SIR界面开始积聚正电荷,随着温度的升高,开始出现极性反转现象,造成应力锥根部局部电场畸变加重,70℃时最大畸变电场达到12kV/mm。

配电电缆附件复合绝缘界面缺陷类型和位置对电场分布的影响研究

配电网电缆附件是配电网系统的关键部件,其复合绝缘XLPE/SIR界面是最为薄弱的绝缘位置。该文模拟了电缆附件安装和运行过程中出现的典型缺陷,设计了电缆附件复合绝缘XLPE/SIR界面存在气泡、气隙、水珠、水膜、金属杂质、半导电杂质和绝缘杂质七种界面缺陷结构,通过建立配电网电缆附件界面缺陷电场仿真模型,研究典型缺陷下电缆附件内部电场畸变规律。仿真结果表明:在工频下,气泡缺陷与气隙缺陷在界面上引起的最大电场强度畸变值分别为13kV/mm和4.58kV/mm,随着气泡缺陷尺寸的增加,电场畸变呈小幅增大趋势;水珠缺陷和水膜缺陷引起的最大畸变电场分别为2.94kV/mm和3.74kV/mm,随着缺陷尺寸的增大,电场畸变明显加剧,当尺寸增大两倍时,水珠和水膜引起的最大畸变电场分别提高了18.7%和16%;随着缺陷远离应力锥根部,金属缺陷与半导电缺陷引起的电场畸变先增大后减小,最大畸变电场出现在距离应力锥约2mm处,畸变值约为3.65kV/mm。相比而言,绝缘缺陷引起的最大电场畸变出现在应力锥根部,约为8.74kV/mm,随着缺陷远离应力锥根部电场畸变呈现明显的下降趋势。该文研究结果对于配电网电缆附件故障分析和运行维护具有重要的指导意义。

GPO-3隔板对棒-板间隙工频击穿电压的影响及表面残余电荷特性

在空间有限的高压箱内部,通过合理引入绝缘隔板,可显著提高整个系统的绝缘性能。该文研究聚酯玻璃毡板(GPO-3)尺寸、位置和厚度对"棒-隔板-地电极"工频击穿特性的影响;采用非接触式表面电位计,研究放电后隔板表面残余电荷衰减特性。实验结果表明,GPO-3隔板的增加会阻止电晕层的发展,"棒-隔板-地电极"系统的击穿电压最大可提高至原来的1.91倍。当隔板厚度超过约6mm时,击穿电压增幅较小;工频电压下间隙放电后,GPO-3表面存在明显的残余电荷,且滞留时间较长,放电后GPO-3的表面电位为3856V,衰减1h后仍为239V。基于Simmons理论,计算材料表面陷阱分布,发现GPO-3表面残余电荷密度峰值为1.59×10^19/m^3和8.87×10^18/m^3,对应陷阱能级约为1.0eV,深陷阱是导致隔板表面电荷积聚的主要原因。该文可为工程设计中绝缘隔板的设计提供理论和实验依据。

海底交流电缆半导电屏蔽层/绝缘层性能对比研究

海底电缆输电在跨海域联网建设中发挥着重要作用。海缆电缆半导电屏蔽料的基本特性以及半导电层/绝缘层的电学、热学性能直接影响电缆的整体绝缘性能。文中从半导电料的基本理化性能出发,表征了海底电缆半导电屏蔽料的物理和化学性能,研究了半导电层/绝缘层的热学性能和击穿特性。导热系数分析表明,海缆半导电层由于含有大量CB颗粒,导热系数整体较高,约为绝缘层的两倍,随着温度升高,二者的导热系数均呈现缓慢增加趋势,半导电层导热系数由25℃的0.68 W/(m·K)增加到80℃的0.83 W/(m·K)。热膨胀特性分析表明:随着温度升高,海缆绝缘层的热膨胀系数比半导电层高出1.5倍左右,总体上两种材料受温度影响,形变不大,90℃时相对形变量分别为2.47%和1.28%。海缆击穿试验表明:随着温度的升高,海缆绝缘层的击穿场强逐渐降低,由25℃的125.2 kV/mm下降至90℃的92.5 kV/mm,相比绝缘层而言,海缆半导电层/绝缘层复合结构击穿场强下降幅度不大,说明二者具有较好的匹配性,尤其是在高温下保持了良好的击穿性能。该工作对于海底电缆绝缘性能提升和击穿故障分析具有重要的参考意义。

温度对海底电缆半导电屏蔽层电学-热学性能的影响研究

海底电缆被广泛应用在跨海联网输电工程,环境温度会改变半导电屏蔽层的电学性能和热学性能,进而影响海缆整体绝缘性能。从海底电缆半导电层的基本性能出发,研究了温度对其电学-热学性能的影响。热学性能分析表明,随着温度的升高,试样的导热系数整体呈先上升再下降的趋势,在80℃附近达到峰值,最大值为0.83 W/(m·K),比室温下高出约1.5倍;当温度超过80℃时,由于EVA的作用,海缆半导电层的导热系数显著下降。热膨胀系数分析表明,随着温度的升高,试样的热膨胀系数先上升后下降,由25℃的1.36×10^-4/K增加至70℃的2.07×10^-4/K;当温度超过70℃时,热膨胀系数开始趋于缓慢下降,100℃时,热膨胀系数降低至1.88×10^-4/K。电学性能分析表明,随着温度的升高,试样的电阻率整体呈上升趋势,在80℃之前电阻率相对较低,当温度高于80℃时,半导电层表现出较明显的正温度系数效应。随着温度的升高,半导电层/绝缘层复合试样的交流电气强度呈现下降趋势,由25℃的104.5 kV/mm降低至90℃的90.8 kV/mm。总体上在温度作用下海缆半导电层和绝缘层具有较好的匹配特性。

动车组车顶高压电缆终端材料特性分析及电-热耦合场仿真研究

动车组运行环境复杂,在电、热、高速气流等多重因素影响下的车顶高压电缆终端绝缘材料性能是影响动车组供电系统安全稳定的重要因素。本研究采用实验分析与仿真计算相结合的方法,测试分析了车顶电缆终端典型绝缘材料的导热性能、玻璃化转变温度和介电性能;通过建立车顶电缆终端电-热耦合仿真模型,分别研究了室温下电缆终端电场分布以及不同环境温度下的电缆终端温度分布。结果表明:三元乙丙橡胶和环氧树脂的导热系数均随着温度的升高而增大,高于80℃时,导热系数随着温度的升高有所减小。室温下,三元乙丙橡胶和环氧树脂的导热系数分别为0.251 W/(m·K)和0.431 W/(m·K)。三元乙丙橡胶的相对介电常数随着温度的升高逐渐减小,从-60℃的3.70减小到100℃的3.28;环氧树脂的相对介电常数随着温度的升高逐渐增大,从-60℃的5.02增大到100℃的5.29,这是由于二者的玻璃化转变温度不同引起的。仿真结果表明:温度引起交流电缆终端的电场变化不大,最大畸变点出现在应力锥根部,其值为3.120 kV/mm;其次电场集中分布在电缆主绝缘,电场强度为2.995 kV/mm。

氧化应激与鸟类繁殖关系研究进展

氧化应激是介导鸟类生活史权衡的重要生理机制,与鸟类繁殖的关系密切且复杂。氧化应激作为内在的生理机制,参与调节鸟类第二性征的表达、精子质量及繁殖投入,并在一定程度上预测繁殖成效与雏鸟的生长。而繁殖行为会影响亲鸟的氧化应激水平,造成个体氧化应激状态变化。然而,目前的研究多集中于成鸟的行为差异,缺乏深入机制的研究。充分了解氧化应激对鸟类繁殖行为的内在调控机制,以及这些机制如何与不断变化的环境协同进化,是非常重要的,需要进行深入的思考与探究。

不同性别杂色山雀血浆活性氧和超氧化物歧化酶与繁殖成效的关系

氧化应激是指活性氧等氧化剂的产生大于抗氧化防御系统清除能力时的不平衡状态,是个体应对内外环境刺激的适应性生理机制,是衡量个体身体状况的综合性生理指标。为探究氧化应激对鸟类繁殖的预测作用,本研究测量了育雏前期(雏鸟6~8日龄)杂色山雀(Sittiparus varius)亲鸟血浆氧化应激分子活性氧和超氧化物歧化酶含量,通过巢箱监测获得了杂色山雀的繁殖参数,采用偏最小二乘回归法分析杂色山雀氧化应激对其雏鸟出飞率和繁殖成功率的预测作用。结果显示,雌性杂色山雀亲鸟血浆活性氧浓度与雏鸟出飞率(n=13,P <0.05)、繁殖成功率(n=13,P <0.01)均呈显著负相关关系,即血浆活性氧水平越低的雌性杂色山雀,其繁殖巢雏鸟出飞率和繁殖成功率越高;雌性杂色山雀亲鸟血浆超氧化物歧化酶浓度与雏鸟出飞率(n=13,P>0.05)、繁殖成功率(n=13,P> 0.05)无显著相关关系。本研究中这两项血浆氧化应激标记物与杂色山雀雄性亲鸟繁殖成效间均无显著的相关关系。该结果表明,杂色山雀雌性亲鸟活性氧水平对其繁殖成效具有显著的预测作用。

自我管理教育在介入治疗血栓闭塞性脉管炎中的应用效果

目的研究自我管理教育在介入治疗血栓闭塞性脉管炎中的护理效果及其对疼痛的影响。方法选取2020年1月-12月在我院治疗的80例血栓闭塞性脉管炎患者为研究对象,采用随机数字表法分为对照组和观察组,各40例。对照组给予常规护理,观察组在对照组基础上给予自我管理教育,比较两组自我护理能力、疼痛评分、护理依从性、并发症发生率、护理满意度。结果观察组自我概念、自我责任感、健康知识水平、自我护理技能各维度评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组干预后VAS评分均低于干预前,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组合理饮食、积极配合、遵医嘱各维度评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组并发症发生率为7.50%,低于对照组的20.00%,差异有统计学意义(P<0.05);观察组护理满意度为97.50%,高于对照组的87.50%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论自我管理教育应用于介入治疗血栓闭塞性脉管炎可提高患者自我护理能力,降低疼痛度评分,改善护理依从性,降低并发症发生率,提高护理满意度,具有良好的应用效果。