一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片

为降低激励电压和串扰噪声,实现高灵敏3维电场检测,该文提出一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片。其敏感结构由1组可动屏蔽电极和4组固定感应电极构成,固定感应电极两两对称,在压电驱动结构作用下可动屏蔽电极垂直振动,4组感应电极在待测电场作用下产生周期性的感应电流,通过测量4组感应电极的感应电流,并经过差分求和解耦方法可分别获得x,y,z坐标轴方向的电场分量。该文通过有限元仿真设计了3维电场传感芯片结构,分析了其测量的可行性,对关键结构参数进行优化设计,并设计了敏感芯片加工工艺流程。对研制的芯片进行了实验测试,结果表明,单屏蔽电极3维电场传感芯片在0~50 kV/m电场强度范围内,x,y,z 3轴输出灵敏度分别为0.2214 mV/(kV/m),0.3580 mV/(kV/m),2.1768 mV/(kV/m),3维电场的最大测量误差小于5.3%。

屏蔽电极对介质损耗试验测量误差研究

高压电机绝缘体系中,在绝缘被应用于生产之前都会对该绝缘体系进行一系列的工艺性能试验,以确保绝缘系统在运行过程中的稳定性。然而在进行介质损耗试验过程中发现在屏蔽电极不存在的情况下,依然能测量出介质损耗角正切值。本文针对屏蔽电极的存在与否对高压电机主绝缘系统的介质损耗试验测量误差进行系统研究,为高压电机介质损耗角正切值的试验精确度提供了参考。

计算电容屏蔽电极位移测量的不确定度评估

计算电容是电学阻抗单位复现的基准装置,是电容、电感和交流电阻的溯源依据。它是电磁计量领域内除量子电压、量子电阻基准之外准确度最高的装置。计算电容装置实现微小电容值(0.2至0.6 pF)精确测量的关键在于对其屏蔽电极位移的高准确度测量。从计算电容屏蔽电极位移测量的基本原理出发,系统分析了屏蔽电极位移测量结果的影响因素,具体包含Fabry-Perot干涉仪的锁定、稳频激光波长的实时校准、残余气体折射率影响、测量余弦误差以及Gouy相位修正,结合计算电容测量结果的复现性,得到屏蔽电极位移测量的相对标准不确定度为4.7×10^(-9)。

屏蔽电极可行性的理论分析与实验研究

在使用传统四电极电导传感器对油井产出液的含水率进行实际测量时,由于传感器两端电位近似为零而造成激励电流漏失,导致含水率测量精度下降。提出在原有四电极基础上增加两个屏蔽电极的改进方案,建立了含屏蔽电极电导传感器内电流密度分布的理论模型,并对屏蔽电极的宽度和间距进行了优化设计,理论上漏失程度可由原来的31.5%下降到0.36%。环状流型下的实验结果表明,屏蔽电极可有效减少漏失条件下激励电流的漏失,传感器测量精度有较大提高。大庆油田现场试验结果表明,传感器测量相对误差小于5%。

屏蔽电极在隧道超前预报中的应用研究

基于屏蔽电极在侧向测井中的应用,提出了聚焦电流法隧道超前预报;根据屏蔽电极在隧道超前预报中的应用原理和电场特征分析了聚焦电流法隧道超前预报的可行性;结果表明屏蔽电极的电场具有对称相似性、衰减性和聚焦性,利用屏蔽电极进行隧道超前预报是可行的。

屏蔽电极法数值模拟

提出了屏蔽电极法———一种通过电流补偿来改变地下电流密度分布,从而突出深部目标体的异常,达到提高电法勘探深度目的的方法。先从理论上作了分析,然后利用ANSYS软件进行了直流电阻率剖面和电阻率测深法的模拟计算。结果表明,当屏蔽电极的位置和补偿电流的大小选择合理时,屏蔽电极法较之一般直流电阻率法的探测深度有明显提高,提高程度与地质体本身的形态、产状有内在的联系。理论分析和数值模拟都说明了该方法能够有效地提高直流电阻率法的勘探深度。

特高压试验设备屏蔽电极的新设计观点

一、前言超高压试验设备,为了避免高电压电极对周围接地物或墙壁放电,同时把放电距离减到最小,就要设计合理曲率半径的屏蔽电极。这个问题显然是和气体放电的现象紧密相连系的。大家都知道,长间隙在操作波作用下的击穿特性,不同于雷电波,随着间隙距的增长,击穿电压会出现饱和现象,而在正极性操作波作用下,其饱和现象则尤为严重。这个问题的传统解决办法是设法增大屏蔽罩的曲率半径,使电极表面的最大电场强度不超过气体的临界游离场强(2SKV/CM),以期激发长间隙放电的局部游离不致发生。实践证明。

1000MW汽轮发电机定子出线套管屏蔽电极设计

屏蔽电极设计是定子出线套管设计的最核心问题,屏蔽电极能否满足设计要求,对定子出线套管的安全运行十分重要。设计了1 000 MW汽轮发电机定子出线套管的双层屏蔽电极结构,采用有限元软件进行了仿真分析:改变中间屏蔽电极和接地屏蔽电极的位置,比较不同位置时电场强度最大值的大小,从而确定中间屏电极和接地屏蔽电极的半径、长度及轴向上的位置。所设计汽轮发电机定子出线套管双层屏蔽电极结构有效改善了接地法兰附近电场分布过分集中的问题,满足相关标准的绝缘设计要求,为1 000 MW汽轮发电机定子出线套管屏蔽电极设计的实际应用提供参考。

一种压电驱动互屏蔽电极MEMS电场传感器

为了提高传感器的敏感性能并降低功耗,提出一种压电驱动互屏蔽电极微机电(micro electro mechanical systems,MEMS)电场传感器。该传感器基于电荷感应原理,敏感单元主要由固定电极和压电驱动的可动电极组成,固定电极和可动电极都作为感应电极,同时它们又互为屏蔽电极。通过可动电极的振动来周期性地调制可动电极和固定电极上的电场分布及感应电荷量,从而产生感应电流。仿真结果表明,压电驱动层在低驱动电压下可获得较大位移;与常见的接地屏蔽电极MEMS电场敏感单元相比,所提出的电场敏感结构设计有效地增加了电极感应面积,增大了感应电荷变化量,增强了传感器的电流输出信号。研究了MEMS工艺流程,采用溶胶凝胶法制备出PZT压电薄膜材料。

油气润滑ECT传感器的轴向屏蔽电极及其影响

建立UMIST型(带轴向接地屏蔽电极)和METC型(带轴向驱动屏蔽电极)油气润滑ECT传感器的三维物理模型,根据三维物理模型推导电容值和灵敏度数学表达式,并分析轴向屏蔽电极对传感器的敏感性和灵敏度均匀性的影响;采用线性反投影算法(Linear Back Projection,LBP)进行图像重建,并比较重建图像与真实图像的相对误差和相关系数。结果表明:2种轴向屏蔽电极均可消除边缘电容并提高传感器的敏感性;带轴向接地屏蔽电极使得传感器的灵敏度更加均匀,而带轴向驱动屏蔽电极的传感器则相反。带轴向接地屏蔽电极的传感器更适用于油气润滑中环状流的识别,其重建图像与真实图像的相对误差降低了28􀆰79%,相关系数提高了14􀆰05%。

真空断路器中屏蔽电极的高压绝缘强度

本文研究的主题是真空断路器中屏蔽罩和电极的高压绝缘强度．本文介绍了不同几何参数、表面面积和屏蔽材料对屏蔽罩击穿特性的影响．在雷电冲击电压下用屏蔽电极模型进行了试验。并通过各种场模拟对绝缘结果进行了讨论。

新型硫醇硫组合电极研制及性能测试

把玻璃参比电极、环状的银．硫化银指示电极、以及铂丝屏蔽电极组合形成新型硫醇硫组合电极，研究了在含有0．2mol／L硫离子的醇．水．氨介质中，在表面活性剂存在下，以环状银电极为阳极，恒定微电流电沉积的方式制备硫化银敏感层的条件。由此法制得的新型硫醇硫组合电极在Ag^＋浓度为1．0×10^-1-1．0×10^-5mol／L范围内斜率为59.0±0．5mV／pC，测量下限为2.2×10^-1moL／L，与同类商品电极相比，响应速度快、记忆效应小、重复性好、电位稳定，易于批量生产，具有较强的适应性和应用价值。

强聚焦双侧向测井仪电极系

本发明涉及一种双侧向测井的电极系，特别涉及一种与强聚焦双侧向测井仪配合使用的强聚焦双侧向测井仪电极系。其技术方案是多组电极环绕制在同一根绝缘体上，在绝缘体中心是主电极，主电极的两边对称排列着监督电极、屏蔽电极、辅助监督电极和屏蔽电极；所述的屏蔽电极活动连接电子线路外壳，电子线路外壳通过绝缘短节连接屏蔽电极。本发明具有纵向分辨率高，

±500kV气体绝缘金属封闭输电线路绝缘尺寸设计

随着高压输变电设备如气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated transmission line,GIL)的大规模应用,内部支撑绝缘子的介电强度成为设备安全稳定运行的重要因素。限制GIL在直流输电中应用的2个重要因素分别是绝缘子表面电荷积聚和自由导电微粒的影响。在考虑这2种影响因素的情况下,借助有限元分析软件,设计±500 kV直流GIL的绝缘尺寸,包括GIL的内外径,内、外屏蔽电极和屏蔽坑,含氧化铝的环氧树脂盆式绝缘子的结构设计。此外,还提出直流GIL盆式绝缘子外形结构设计的3项原则,设计中考虑了表面电荷积聚和金属微粒对GIL绝缘水平的影响因素。设计结果达到预期目标,绝缘子和电极系统的等位线分布比较均匀,但是其耐电性能还有待实验的进一步检验。

110kV XLPE电缆GIS内锥插拔式快速中间接头的设计

故障快速修复目前高压交联聚乙烯电力电缆迫切需要解决和完善的问题。为缩短电缆故障时的抢修时间以及节约硬件成本,将电缆终端气体绝缘开关(GIS)技术创新化地运用到电缆中间接头上,开发出了一种用于110KV交联聚乙烯电缆或电缆接头在发生主绝缘故障后临时连接用的GIS内锥插拔式快速接头。利用有限元分析对接头的应力锥、高压屏蔽电极、附件材料电性参数的配合进行了优化设计,得出了最优配合,完成了接头样机的研制并进行了现场试验验证。结果表明:应力锥的轴向长度及端部半径最优值分别为135 mm和25 mm;应力锥与半导体屏蔽层的介电系数比值以及应力锥与主绝缘的电导率比值越小越好;高压屏蔽电极的倒角半径及电极长度最优值分别为10 mm及40 mm。使用设计的接头,可在4 h内完成电缆附件的安装。该接头可以实现异径电缆对接,通用性强,主体部分可以重复使用,满足系统的运行要求。

SF_6中环氧绝缘子结构对其闪络特性的影响

绝缘子闪络是气体绝缘金属封闭开关的主要故障形式之一,提高绝缘子绝缘耐受水平可有效降低系统故障率。研究表明,洁净条件下的绝缘子闪络主要取决于绝缘子的沿面电场分布,而绝缘子及其屏蔽电极的形状均能够有效调节其沿面电场分布。文中设计并浇注了环氧支柱绝缘子样件,通过改变绝缘子形状、内屏蔽和外屏蔽电极的结构来调控其沿面电场分布;利用了负极性标准雷电波发生装置,实验研究了0.2 MPa SF_6环境下绝缘子的闪络特性;采用有限元分析方法,计算分析了绝缘子沿面电场的最大值。根据实验结果与仿真计算结果,分析得到绝缘子形状、内屏蔽电极形状、外屏蔽电极形状对绝缘子闪络特性的影响规律:凸面绝缘子的沿面电场具有最佳可调性;内屏蔽电极能够增大绝缘子的闪络电压也可以降低绝缘子的闪络电压;外屏蔽电极能够有效均匀电场但可能会缩短绝缘子沿面的有效爬电距离。

斜度井的侧向测井围岩校正

在不考虑井眼和侵入影响的条件下，仪器轴与深度轴的夹角可从０变到π／２，通过深度坐标与仪器生标的转换关系，利用镜像法可求得仪器主电极位于地层中部时的侧向测井视电阻率响应，以此为基础可研制出斜井侧向测井的围岩校正图版。以双侧向测井（最复杂的一种侧向测井）为例进行数值计算，得出了深、浅侧向测井的校正图版。

聚焦电流法超前预报的有限元模拟

文章用屏蔽电极控制电流方向,提出了2种电极布置方式,推出2种电极布置方式中三维电源场的基本方程、边值条件,用有限单元法对异常体位于坑道中间时的聚焦电流法超前探测进行三维正演模拟,根据建立的模型观测当异常体在坑道中间时随着掌子面不断靠近异常体归一化电位的变化曲线,分析设计的聚焦电流超前探测电极布置方式的可行性。

集成马赫曾德型光波导工频强电场传感器

利用集成光学技术设计并研制了一种时域测量电力系统中工频强电场的传感器,体积为80 mm×18 mm×7.5 mm.采用调谐光源波长的方法补偿环境变化带来的工作点漂移,形成π/2的静态工作点,从而使传感器稳定地工作在线性区.理论分析了一种带有电极对的集成电光工频电场传感器.根据国标GB/T12720-1991建立了工频电场测试系统,对传感器的时域动态范围进行了测试.结果表明:传感器时域可测电场范围为0.35~125 kV/m,线性相关系数为0.997,线性动态范围达51 dB,适合用于工频强电场测量.

平面电容传感器的设计与应用研究

碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)近年来被广泛应用于航空航天领域,实现其结构完整性检测对于航空航天安全至关重要。通过在有限元仿真软件COMSOL中设计平面电容传感器,得出利用该传感器的输出电容值的大小可实现对CFRP细微缺陷的检测,并通过设计有无屏蔽电极两种传感器,分析了屏蔽电极对传感器性能的影响,得出无屏蔽电极的传感器对缺陷检测量化效果更好,相关系数可达0.99以上,并搭建实验系统进行了验证。