电缆绝缘用三元乙丙橡胶在拉伸状态下的介电频谱分析

针对三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)电缆在运行过程中常受到机械、电、热等多应力共同作用而出现绝缘性能劣化的问题,研究了电缆绝缘用EPDM在拉伸状态下的介电谱。首先设计拉伸力施加夹具,搭建多应力介电频谱测试系统,测量EPDM在拉伸力和热应力共同作用下的介电谱,重点分析拉伸比对EPDM介质损耗因数的影响,然后利用Cole-Cole模型得到介电谱特征参量及其随拉伸比变化的规律,利用傅里叶红外光谱从微观角度分析EPDM的化学基团变化,最后结合载流子视在迁移率总结EPDM拉伸后的性能变化机理。结果表明:拉伸比对EPDM的复介电常数和介质损耗因数均有明显影响,特别是频率较低时,介质损耗因数会随拉伸比的增加先减小后增大。基于Cole-Cole模型分析表明,EPDM的直流电导率、弛豫强度和弛豫峰值频率均随拉伸比的增加先减小后增大。结合傅里叶红外光谱可知,在拉伸比达到一定值后,EPDM分子链会断裂,从去极化电流中提取到的载流子迁移率也随着拉伸比的增加先减小后增大。

采用介电频谱法分析评估油纸绝缘的微水质量分数

目前油浸式变压器是电力系统中应用最广泛的一种变压器,其油纸绝缘性能的优劣直接影响变压器的电气性能和运行寿命,而微水是影响油和纸绝缘材料性能的一个重要因素。为有效分析电力变压器等主要绝缘中的微水质量分数,从而对变压器绝缘状态及剩余寿命进行有效评估,利用基于电介质响应的介电频谱法对油纸绝缘系统进行建模,测试油纸绝缘体系的介电谱,并讨论油纸绝缘介质响应测试过程中油隙对介电测试结果的影响,推导出微水质量分数随温度、频率变化的表达式。测试结果分析表明:油隙对测试结果的影响在10%以内,油纸绝缘系统的复介电频谱与其微水质量分数和温度之间存在函数关系,介电频谱法能有效评估油纸微水质量分数。

基于介电频谱的灵武长枣可溶性固形物含量的预测模型

为了探寻利用介电频谱预测灵武长枣可溶性固形物含量的可行性,并建立最优模型,该文采用网络分析仪在200 MHz^18 GHz的频率范围内,选取101个频率点,测定分析了300个灵武长枣的介电损耗因子ε″和介电常数ε'频谱,利用长枣的介电损耗因子ε″和介电常数ε'进行了可溶性固形物含量的预测模型研究。通过遗传算法(genetic algorithm,GA)和相关系数法(correlation coefficient,CC)提取了介电频谱的有效信息,并分别采用偏最小二乘(partial least squares,PLS)、主成分回归(principal component regression,PCR)和支持向量机(support vector machines,SVM)法比较建立了可溶性固形物含量的预测模型。研究结果表明:用GA与CC方法提取频谱有效信息的建模效果要优于原始频谱的建模效果;PCR法的建模效果要优于PLS与SVM法的建模效果。以介电损耗因子ε″、介电常数ε'频谱建立的可溶性固形物含量的最优预测模型分别为GA-PCR和CC-PCR。以介电损耗因子ε″建立的GA-PCR模型优于介电常数ε'的CC-PCR模型,其校正集和预测集的相关系数分别为0.933和0.925,均方根误差分别为0.661%和0.702%。结果表明,利用介电频谱预测灵武长枣的可溶性固形物含量是可行的。

非环烷基变压器油和环烷基变压器油宽频介电频谱对比分析

为了研究油浸式变压器中的变压器油对宽频介电频谱(FDS)的影响,在-10、20、50、80℃温度条件下,对非环烷基和环烷基变压器油进行10-1~106 Hz频率范围内的介电频谱测试。采用修正后的H-N方程对测试结果进行拟合,得到相关拟合参数,同时结合介电频谱的变化趋势分析不同变压器油对宽频介电频谱的影响。结果表明,随着温度的升高、频率的降低,环烷基变压器油的介电常数实部的升高速度快于非环烷基变压器油,且其松弛极化时间比非环烷基变压器油受温度的影响更大。

基于介电频谱的枣果品种鉴别模型的建立

利用LCR测试仪在1~1 000 kHz的频率范围内,选取55个频率点,测定灵武长枣、冬枣和团枣的介电损耗因子ε"频谱和相对介电常数ε’频谱,通过主成分分析(principal component analysis,PCA)法和遗传算(genetic algorithm,GA)法提取介电频谱的有效信息,并选取偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)、线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)和支持向量机(support vector machine,SVM)3种方法进行枣果品种的鉴别模型研究。结果表明,频率和品种对枣果的介电参数均有显著性影响;用PCA与GA方法提取频谱有效信息的建模效果要优于原始频谱的建模效果;SVM法的建模效果要优于PLS-DA与LDA法的建模效果;以介电损耗因子ε"建立的PCA-SVM模型优于介电常数ε’的GA-SVM模型,其预测集的鉴别准确率为100%。因此,基于介电损耗因子ε"频谱的PCA-SVM模型为枣果品种鉴别的最优模型。

基于介电频谱灵武长枣维生素C含量预测方法的研究

为探究基于介电频谱预测灵武长枣维生素C含量的可行性,寻找最佳预测模型,利用LCR测试仪测试1kHz^1 MHz条件下采后10 d内长枣介电谱变化规律;以CARS法、GA法、SPA法、UVE法筛选特征频率点并建立PLS、LSSVM长枣VC含量预测模型。结果表明,UVE算法为最佳频谱筛选方法,筛选特征频率点38个;UVE-PLS为最佳预测模型,其Rc、RMSEC、Rp、RMSEP值分别为0.9871、3.9322、0.9460、4.0400,验证模型预测值与实测值无显著差异(P>0.05),说明基于介电频谱预测灵武长枣VC含量的方法是可行的。

Cole-Cole方程参数对细胞介电频谱的影响

为探讨Cole-Cole方程8个参数(Δε1,Δε2,εh,κl,f1,f2,β1,β2)对细胞介电频谱的影响,采用改变单个参数,固定其他参数的方法,观察介电频谱的变化.结果显示:Δε1影响低频介电频谱和Cole-Cole(ε′)图;Δε2影响高频介电频谱、Cole-Cole(ε′)图和Cole-Cole(κ′)图;εh影响ε′(f)、Cole-Cole(ε′)图和tgδ(f);κl对κ′(f)和Cole-Cole(κ′)图有影响;f1影响低频介电频谱;f2影响高频介电频谱;β1影响Cole-Cole(ε′)和tgδ(f);β2对高频介电频谱有影响.可见Cole-Cole方程作为细胞介电频谱的数学模型,其参数变化有规律可循.

离子注入聚醚砜薄膜的介电频谱分析

离子注入纯聚醚砜(PES)薄膜的介电损耗在0～10MHz内小于0.062,没有松驰特性,这说明用离子注入在纯P E S膜上制作元件和连线时,导电层与绝缘层复合介质在很宽的频率范围内(0～10MHz)没有松弛特性,即连线和连线之间及连线和基底之间没有松弛特性,纯PES是用离子注入法制作布线的理想材料.

SrTiO_3-Nd_2O_3系陶瓷的介电频谱研究

研究SrTiO3-Nd2O3系陶瓷的介电频谱特性。由介电频谱确定了此种陶瓷的介电弛豫频率和介电弛豫时间,并对介电频谱进行了理论分析和讨论。

PbTiO_3基陶瓷介电频谱的研究

在 1k Hz～ 3.0 GHz范围内研究了 Pb Ti O3基陶瓷的介电频谱 ,给出了此种陶瓷在高频和超高频以及微波频率领域中应用的一些重要信息。

绝缘介质介电频谱测量方法的研究

绝缘介质的介电频谱是绝缘聚合物研究中非常重要的参数。由于测量原理、测量方法和测量技术的不同,对相同材料的实际测量结果常常有偏差,这给绝缘聚合物的研究带来许多困难。为了得到一个准确的测量结果,利用Agilent 16451B电极夹具配合Agilent 4294A精密阻抗分析仪,采用接触法和非接触法分别对线性低密度聚乙烯(LLDPE)、有机玻璃(PMMA)和聚酰亚胺(PI)薄膜进行介电频谱测试。实验结果表明,非接触法是测量绝缘介质介电频谱较合适的方法,可以获得一个准确的结果。对于工频下的电桥测量,采用专门设计的柔性联接精密接触电极也能得到精确的测量结果。

电热联合老化对高压XLPE电缆绝缘介电频谱特性的影响

为了研究实际运行过程中不同负荷条件下电热因素对高压XLPE电缆绝缘的介电频谱特性的影响,对2回30 m长的110 kVXLPE电缆进行为期180 d的电热联合加速老化试验。试验电压设定为95 kV,试验温度设定为90℃,其中一回电缆采用恒温老化方式,另外一回采用周期性热循环老化方式。通过介电频谱实验获取常温下电缆绝缘的相对介电常数和介质损耗正切角随频率变化的曲线,并进一步分析试验前后不同老化方式对电缆绝缘宏观电场分布的影响。结果表明:在电热恒温老化方式试验后,在电缆绝缘内、外层,极性低分子含量下降和主结晶晶态结构改善使得极化过程减弱,且介质损耗降低,在绝缘中层大量极性低分子的积聚和次级结晶的增多加剧了极化过程,增大了介质损耗,最终使得绝缘的整体电场分布发生翻转;在电热循环老化方式试验后,由于晶体结构改善,绝缘内层漏导损耗下降且弛豫极化向低频段处前移,在绝缘中、外层,极性低分子的减少使得介质损耗降低,绝缘的整体电场分布更加均匀。

单球壳模型参数对细胞介电频谱的影响

为研究单球壳模型的9个参数(ε_o,κ_o,ε_m,κ_m,ε_(in),κ_(in),R,d,Φ)对细胞介电频谱的影响,采用固定其他8个参数,仅改变单一参数的方法,观察介电频谱的变化.结果表明:ε_o主要影响低频和高频介电常数(ε_l和ε_h);κ_o主要影响低频和高频电导率(κ_l和κ_h);ε_m主要影响低频介电常数(ε_l)、介电增量(Δ_ε)和特征频率(f_c);κ_m主要影响低频参数(ε_l,κ_h)和增量(Δ_ε,Δ_κ);ε_(in)主要影响高频电导率(κ_h);κ_(in)主要影响高频电导率(κ_h)、电导率增量(Δ_κ)和特征频率(f_c);R和d主要影响ε_l、Δ_ε和f_c,但两者作用相反;体积分数Φ主要影响低频参数(ε_l,κ_l)和增量(Δ_ε,Δ_κ)以及κ_h.阐明单球壳细胞模型的参数变化规律,有益于提取细胞电学参数(细胞膜和细胞质),为探讨癌变细胞的电生理机制提供帮助.

介电频谱法在油浸式变压器状态评估中的应用

发电厂安装的变压器主要有干式变压器和油浸式变压器两种,其中油浸式变压器占比较多。油浸式变压器的绝缘良好度主要受温度、变压器油含水率的影响,但是油浸式变压器中97%以上的水分都存在于固体绝缘中,因此通过检测油中含水量并不能直接判断变压器固体绝缘水分含量情况。介电频谱法是一种能够直接对油浸式变压器固体绝缘含水量进行判断的方法,不仅能够对变压器固体绝缘水分含量进行监测,还能判断固体绝缘老化程度,是评估变压器绝缘状态的有效手段。在某发电厂双机停运时,运用介电频谱法对#1、#2主变压器的绝缘状态进行了评估,结果表明,#1、#2主变压器绝缘性能均处于良好状态,两台主变压器均无需进行大修,可继续运行,其中#2主变压器绝缘性能优于#1主变压器。

方波脉冲下纳米氧化铝掺杂对聚酰亚胺介电性能的影响

为了研究方波条件下纳米Al2O3对PI膜介电性能的影响,将粒径为60 nm的Al2O3纳米粒子作为无机填料添加到PI基体中,制作了掺杂量质量分数为1%,2%,5%,7%,10%的PI薄膜。测量了PI/Al2O3薄膜耐电晕性能和介电温度谱以及介电频谱,并用SEM镜观察了放电前后PI/Al2O3薄膜微观形貌。研究结果表明:Al2O3纳米粒子的掺入提高了复合薄膜的耐电晕性能;PI/Al2O3复合薄膜的相对介电常数(εr)与介质损耗正切(tanδ)值随着Al2O3含量升高而升高,其tanδ值随着频率的增加先减小后增大,在200 Hz处有最小值。在同一频率下,PI/Al2O3薄膜εr和tanδ表现出对温度的依赖性,tanδ在70℃与170℃附近出现两个峰值;且随着Al2O3含量的增高,tanδ介电峰向高温方向移动。PI基体中高分子链缠结在纳米粒子周围,纳米粒子所引入的界面以及在聚合物中表现的"钉扎效应"是影响PI/Al2O3复合薄膜介电性能的主要原因。

人血液介电谱Cole-Cole数学模型的解析

通过Cole-Cole方程的数值计算,对人血液介电谱实验数据进行曲线拟合的残差分析,建立人血液Cole-Cole数学模型参数。在104～108 Hz频率范围,使用Agilent 4294A阻抗分析仪测量30人70例全血导纳,并利用Cole-Cole方程的非线性数值计算,对实测数据进行曲线拟合,计算曲线拟合的残差数值。人血液介电谱的Cole-Cole数学模型参数:高频极限介电常数εh=45±5;第一弛豫介电增量Δε1=6 200±350、第一特征频率fC1=(500±5)kHz、第一弛豫分布系数β1=0.86±0.06、第二弛豫介电增量Δε2=990±310、第二特征频率fC2=(2.7±0.1)MHz、第二弛豫分布系数β2=0.975±0.015、低频极限电导率κl=(4.15±0.85)mS/cm。人血液细胞介电行为可以通过介电频谱、Cole-Cole图、介电损耗因子频谱、电导率虚部频谱及损耗角正切频谱等5个频谱进行表征,建立Cole-Cole模型参数。

Li_(0.025)Na_(0.975)NbO_3晶体的介电和铁电性质

观察了Li0.025Na0.975NbO3晶体的电滞回线,并研究了它在400°C以下的介电温谱和室温时500MHz以下的介电频谱。其介电温谱的峰值在升温和降温时分别出现在380°C和365°C,有明显的热滞,因此其相变属于一级相变。Li0.025Na0.975NbO3晶体在500MHz附近可能存在介电弛豫。

基于复合频率激励的低频介电响应快速测试方法

频域介电频谱(FDS)测试是用于诊断变压器绝缘状态的有效方法之一,由于采用扫频方式测试,低频阶段所需要耗费的测试时间长,对于某些测试时间特别有限的工况不一定适用。为尽可能减少测量时间,研究了采用混频激励测试FDS的方法,其主要思想是使用多个频率正弦电压叠加的信号作为激励源,将采集到的电流曲线分解为激励信号对应频率下的多个正弦波形,分别计算获得复电容;并以油隙为试验对象,比对混合频率和单个频率电压作用下的电流波形,验证了混频激励FDS测试原理的正确性;同时以油纸绝缘试样和实体变压器为试验对象,与传统FDS(使用IDAX300型介电响应测试仪)测试结果比对,结果表明:各频率下两者测试的复电容值都基本一致,但前者的测试时间可大幅缩短。

Cu掺杂CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的介电性能和晶界特征

采用传统的固相反应工艺制备了Cu掺杂的CaCu3Ti4O12(Cu-CCTO)陶瓷。采用Schottky热电子发射模型研究了其晶界特征。研究了保温时间对Cu-CCTO陶瓷的介电性能和晶界特征的影响。结果表明:保温时间从1 h延长到30 h,Cu-CCTO陶瓷在100 kHz下的介电损耗保持在0.135,相对介电常数由3 600增至20 000以上。随着保温时间的延长,Cu-CCTO陶瓷的I-V非线性系数由1.8增至3.37,但击穿电场强度却由1 500 V/cm降至约700 V/cm。随着保温时间的延长,Cu-CCTO陶瓷的势垒高度和耗尽层宽度均增加。

锂电池正极材料介电谱的测量

由于国家实行低碳、环保、绿色战略,锂离子电池是国家节能减排理想能源。通过分析电池内部的结构和原理,并且结合电极动力学的理论,采用等效电路,建立电池的阻抗模型,用稳科阻抗仪6505P,编程来测量得到Li Mn2O4的介电频谱。