悬浮电极缺陷不同局部放电强度下的C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体分解特性研究

C_(6)F_(12)O是一种具有潜力的SF6替代气体,为了探究C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体在悬浮电极缺陷不同局部放电强度下的分解特性,搭建了局部放电分解实验平台,在不同外施电压下对C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体进行96 h局部放电分解实验,利用气相色谱法对分解组分进行定量分析,对分解组分含量、产气速率、特征气体比值与局部放电强度的关系分别进行了研究。结果表明:4种典型产物(CF_(4)、C_(2)F_(6)、C_(3)F_(8)、C_(3)F_(7)H)浓度、产气速率的变化规律上存在差异,可选择作为判断局部放电强度的特征组分;特征组分浓度关系为c(CF_(4))>c(C_(2)F_(6))≈c(C_(3)F_(8))>c(C_(3)F_(7)H),产气速率关系与之相类似;特征组分浓度随放电强度增加呈“线性-饱和”的增长关系;初步认为可以利用c(CF_(4))/c(C_(3)F_(7)H)作为辅助依据,c(CF_(4)+C_(2)F_(6)+C_(3)F_(8))^(2)/c(C_(3)F_(7)H)^(2)作为主要依据,结合组分浓度以及产气速率,可以进一步判断PD强度和缺陷严重程度,研究结果为找出适用于C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体绝缘设备的运维监测手段提供了参考。

GIS悬浮电极缺陷局部放电测量与分析

笔者通过建立试验模型对气体绝缘全封闭式组合电器设备中悬浮电极缺陷局部放电特征进行深入研究,在实验室中以一段220 kV电压等级的GIS设备为试品,设计了悬浮电极缺陷放电物理模型,采用逐级加压法对悬浮电极进行局部放电试验,试验过程中同时采用脉冲电流法、特高频法和超声波法对局部放电情况进行监测,获取悬浮电极缺陷的放电特征及发展趋势。试验结果表明,随着施加电压的升高,悬浮电极缺陷的放电程度越来越剧烈,具体表现为放电次数增多、放电幅值增大和放电相位区间变宽。利用特高频传感器获取的放电数据,绘制了悬浮电极缺陷放电脉冲的时域、频域谱图及PRPD谱图,为局部放电严重程度评估提供了依据;同时对试验采用的3种检测方法观测结果进行了对比分析,结果表明,特高频法能够避免电磁干扰,具有高的灵敏度,更适合于局部放电在线检测。

串级二极管悬浮电极支撑控制系统的研制

串级二极管悬浮电极支撑控制系统主要包括支撑结构、驱动电路和同步控制三部分。支撑结构采用基于电磁铁工作原理的支撑针,对悬浮电极进行三点定位;驱动控制采用高压脉冲电容放电驱动螺线电磁铁,使电磁铁支撑针在5ms内移动30mm,悬浮电极在撤去支撑的5ms内自由落体125μm;同步控制采用螺线电磁铁线圈信号作为同步控制初始信号,对该信号延时5ms,触发"闪光二号"的前级触发源,启动"闪光二号"主机工作,实现螺线电磁铁与"闪光二号"主机的同步。使用该套支撑控制系统用于串级二极管前期研究,初步实现了两级间隙串联工作。

人体可接触的悬浮电极介质阻挡放电研究

针对低温等离子体处理人体皮肤和组织等生物医学应用中开发人体可接触低温等离子体源的需求,本文设计了一种灵活的悬浮电极结构的介质阻挡放电低温等离子体发生装置,来在空气中产生人体可接触的低温等离子体。通过合理的选择绝缘外套来实现手持灵活移动电极,通过合理选择阻挡介质来限制放电电流,实现人体安全接触。本文通过电气和光学特性诊断研究了所设计装置的放电特性,在进行人体接触试验基础上,建立了装置的等效电路模型,来对人体接触的安全性进行论证。结果表明,所设计的电极结构灵活安全,人体可以安全接触,当外加电压在低于5 kV且气隙间距为0.5 mm时,消耗的放电功率小于0.5W,传输电荷小于50nC,放电电流幅值小于10 mA。等效电路模型分析结果表明,当外加电压4 kV至6 kV,且气隙间距小于1 mm时,流过人体的工作电流不超过3.82 mA。

含悬浮电极的550kV六氟化硫终端电场的有限元分析

推导了含悬浮电极时的轴对称结构的有限元方程,并利用该方法计算了550kV六氟化硫终端中有无悬浮电位屏蔽罩时的电场分布。计算表明,终端中采用悬浮电位的屏蔽罩后能有效地降低终端外表面的最大场强,避免了此处空气中局部放电的发生,提高了终端运行的可靠性。

纳秒脉冲悬浮电极介质阻挡放电作用下人体阻抗模型及参数确定

建立合适的人体阻抗模型及准确确定其参数对评估人体接触等离子体源及装置安全性至关重要,可为等离子体生物医学应用和医用等离子体源的开发提供指导。为此针对悬浮电极介质阻挡放电(floating-electrode dielectric barrier discharge,FE-DBD)作用于人体的电学安全问题,建立了FE-DBD作用于人体时的等效电气模型,将试验测得的人体接触时FE-DBD放电特性与SIMULINK仿真计算相结合,逐步求解确定了人体阻抗模型的参数。结果表明,人体在未发生气隙击穿放电时主要呈现容性,而气隙击穿放电时,人体呈现阻容特性,可以等效为电阻与电容的并联。在纳秒脉冲激励的FE-DBD作用下,等效电容约为79 pF,等效电阻在0.1~1 MΩ范围内,结果可为低温等离子体作用于人体的等效阻抗计算、人体电学参量估算和人体安全性评估提供参考。

锂离子液流电池电极悬浮液研究进展

锂离子液流电池将锂离子电池的工作原理与传统液流电池的结构特点相结合,是一种正处于基础技术开发阶段的新型电化学储能电池技术,具有输出功率和储能容量彼此独立、成本较低等特点,适用于未来电网储能领域。电极悬浮液作为实现锂离子液流电池充放电功能的主体材料,其导电性能和流动性能是影响锂离子液流电池倍率特性和能量密度的重要因素。论文结合实验数据对该方向面临的主要技术问题及研究重点进行了分析,认为电极悬浮液的研究需要从导电机理、质量比容量、流变性能等方面进一步深入研究,并建立标准评价体系。

锂离子液流电池电极悬浮液的电子导电性建模及仿真

锂离子液流电池是一种新型可充电池，其电极悬浮液的电子电导率直接影响电池的充放电性能。研究针对电极颗粒为球形导电颗柱的静态电极悬浮液，通过建立电极颗粒导电网络的统计模型，分析电极颗粒连通率及平均接触数，计算其电子电导率随颗粒含量的变化关系。设计了一种导电通路搜索算法，结合电阻网络法进行计算机模拟。结果显示，当导电电极颗粒含量达16vol％左右时，电极悬浮液开始具有连续的电子导电特征。悬浮液电子电导率随电板颗粒含量的增加而增大。当导电电极颗粒含量为40vol％时，悬浮液电子电导率可达固态密实电极的50％。

悬浮导体电极电晕放电凝并亚微米颗粒物研究

为提升亚微米颗粒物的凝并效果,提出在针-针高低压电极之间引入悬浮导体电极的结构,采用单极性直流高压电源供电,在悬浮导体电极两侧分别产生正、负电晕放电,实现对气体中亚微米颗粒物的荷电和凝并。研究了电极系统放电特性、颗粒物荷电量和凝并效果,以及电流体动力学模拟。研究结果表明:引入悬浮导体电极后,起晕电压、火花击穿电压略有增加,且在相同供电电压下电晕电流下降;在供电电压为15 kV的条件下,采用悬浮导体电极结构使颗粒物荷电量增加了10%,0.3μm和0.5μm粒径颗粒物的凝并效率分别增加了20%和35%;悬浮导体电极板开孔时凝并效果低于无开孔的悬浮电极板凝并效果,且随着悬浮导体电极开孔率增加亚微米颗粒物凝并效果下降。仿真结果表明引入悬浮导体电极后,增强了针尖区域内的离子风,增加了单个亚微米颗粒荷元电荷数,颗粒粒径越大荷元电荷数量提升越多;对于0.3μm的颗粒物,引入悬浮导体电极后荷电数量由195e提升至243e,荷电量提升了24%。

悬浮集电极pnp管的新结构

本文叙述了一种悬浮集电极pnp 管的新结构,这种pnp 管具有饱和压降低、负载能力强、开关速度快、增益高、一致性好等优点,可广泛用于集成电路输出管的制作.

基于锥形管的环-板电极结构大气压等离子体射流特性

为了研究锥形管对Ar大气压等离子体射流的影响,在环–板电极结构的基础上,采用锥形石英玻璃管作为等离子体射流反应器,并引入了悬浮电极,对其进行了实验研究。通过大气压氩等离子体射流的电气特性的测量和光学特性的诊断,包括拍摄发光图像,测量射流的电压–电流波形和发射光谱,然后计算获得平均放电功率和电子激发温度,研究了当采用不同形状的玻璃管时,Ar等离子体射流的放电特性和演变规律,并结合气体流场仿真与电场仿真对所得的实验结果进行了分析。结果表明:与传统的直管电极结构相比,引入悬浮电极的基于锥形管的环–板电极结构产生的等离子体射流的放电电流有效值、放电功率以及电子激发温度均有所提高;利用锥形管可以使管中Ar气流在出口处的流速更快,且速度分布更为均匀,使得Ar气流可以更为平稳的向前扩展;同时在管口附近形成Ar含量较大的气体氛围,更有利于放电的发展;在环板电极结构中引入悬浮电极,加强了高压电极与悬浮电极间的电场,更易使流过电场中的气体电离,并且使能量集中在射流产生通道,提高了能量利用率。

12kV户外真空断路器电场数值计算与分析

采用有限元法对 3种结构真空断路器灭弧室的电场进行了计算分析 ,计算中考虑了悬浮电极、瓷外绝缘以及硅橡胶外绝缘对电场分布的影响 。

基于有限元法的550kV SF_6终端电场分析

文中首先推导了含悬浮电极时的轴对称结构的有限元方程,然后利用Fortran语言进行了编程,完成了含悬浮电极时的有限方法计算程序的编制工作,并利用该程序计算分析了550 kV SF6终端中有无悬浮电极时的电场分布,进行比较。计算分析说明,终端中采用悬浮电极后能有效地降低终端内外表面的最大场强,避免了此处空气中局部放电的发生,提高了终端运行的可靠性。在充SF6气体压力为0.3 MPa(表计)时,两种结构的终端各进行了正负15次峰值为1 675 kV的雷电冲击电压试验,其中单屏蔽结构的套管有3次在负极性发生了击穿。试验证明,含有悬浮电极结构的终端绝缘可靠性更高。

低温等离子体降解偏二甲肼废水研究

该文研究了悬浮电极介质阻挡放电装置(FE-DBD)产生的低温等离子体对偏二甲肼废水的降解效果,并对处理条件进行优化。首先,对比了低温等离子体装置、氙灯和紫外灯降解偏二甲肼废水的效果;然后,考察了低温等离子体装置的放电间隙、初始溶液pH、工作时间和氢氧化钠加投量对偏二甲肼降解的影响;最后,探究了低温等离子体对偏二甲肼废水pH值的影响。实验结果表明,不加入其他试剂的情况下,低温等离子体装置降解偏二甲肼效果好于氙灯及紫外灯;装置放电间隙从4 mm缩短至2 mm,偏二甲肼降解率增加47.2%。随着等离子体处理时间的增加,偏二甲肼的含量降低,处理20 min即可降解82.1%偏二甲肼。同时,低温等离子体处理会引起偏二甲肼废水pH值下降,处理10 min后废水pH从10下降至6.9。废水初始pH在2~10时,偏二甲肼降解率随废水pH值的升高而增大:与pH=2相比,初始pH=10时偏二甲肼降解率增加65.9%。低温等离子体处理10 min后,往废水中加入氢氧化钠溶液至终浓度为1 mg/mL,再继续处理10 min,可将偏二甲肼降解率提高至95%。

雷电冲击电压下串联空气球隙击穿特性

为研究雷电冲击电压下串联空气间隙的击穿特性,文中以球-球间隙为研究对象,通过对悬浮电极电位的直接测量,实验研究了两间隙大小之和不变的情况下,两间隙大小分布不均匀程度对串联空气间隙击穿电压和击穿延时的影响。研究表明,不均匀程度较大时,较低电压下存在单个间隙放电、总体不击穿的现象,较高电压下两间隙将出现非同期击穿;不均匀程度较小时,两间隙同期击穿。随串联间隙不均匀程度降低,击穿电压先下降后上升,击穿延时减小至零并维持。击穿电压极小值对应于使击穿延时降至零的间距。在此基础上,提出了不均匀系数的概念,发现随不均匀系数增加,同期击穿情况下击穿电压近似线性下降,非同期击穿情况下击穿电压近似线性上升。据此推测,同期击穿情况下击穿电压由较小间隙决定,非同期击穿情况下击穿电压由较大间隙决定。

影响直流高压MLCC表面放电的因素

通过悬浮内电极排布、加大端头间距、使用自制专用表面整理剂对高压MLCC表面彻底清洁等工艺措施,对高压MLCC表面放电现象有很大改善,并显著提高了其耐电压性能。采用单悬浮电极排布、3.2mm端头间距,并用自制专用表面整理剂处理,制作1808规格、容量100pF、工作电压3000V的NP0特性MLCC产品,在6000V下没有表面放电现象,击穿电压在10000V以上。

介电微杆在圆极化电场中的可控电旋转行为

为了解决悬浮在电解质溶液中的介电杆旋转方向难以改变的问题,并实现对介电杆的灵活控制,提出了单个介电微杆在外加旋转电场作用下旋转方向可以主动调节的方法。通过建立微流控芯片模型,在四相电极阵列中心布置或去除结构化的悬浮微电极,对电解质溶液中的介电微杆的运动开展研究。实验结果表明:在没有理想的可极化金属表面的情况下,测得的与行波电场相反的电旋转角速度总是远大于考虑非均匀表面传导的Maxwell-Wager界面极化理论所预测的角速度,最大角速度可达2.9(°)/s;在嵌入了偶极悬浮微电极的情况下,诱导出的双电层极化导致了一种新型的共场旋转模式,平均角速度从0.18(°)/s变化为-3.15(°)/s。提出的方法不仅实现了介电杆从反场到同场电动旋转行为的调节,而且大大加快了杆运动的角速度,为研究电旋转特性提供一定的参考。

基于ZVS双管自激电路的等离子体电源设计

目前等离子体激励电源通常以工频交流电作为供电输入,体积较大,与便携式等离子体发生装置不匹配,限制了等离子体技术的应用与推广。以此为研究背景,设计并研究了便携式介质阻挡放电电源。该电源重量为200 g,尺寸为102 mm×57 mm×30 mm,电源主电路采用ZVS双管自激电路。通过电路仿真软件辅助设计主电路,并进行了实验测试。结果表明,当电源输入电压为3~12 V时输出电压可达2~5 kV,输出频率可在20~30 kHz范围内变化,最大输出功率为60 W,功率重量比为300 W/kg,高于目前商品化高频高压等离子体电源。采用设计的电源能够成功激发沿面型介质阻挡放电SDBD(surface dielectric barrier discharge)等离子体发生器和悬浮电极介质阻挡放电FE-DBD(floating electrode dielectric barrier discharge)柔性等离子体发生器产生冷等离子体,经过实验研究,其相关特性满足大气压开放条件下空气介质阻挡放电工作电压2~20 kV、工作频率50 Hz~1 MHz的要求,为介质阻挡放电电源的便携性提供了良好的技术支撑。

心脏细胞跨膜电位、单相动作电位与心电图之对比研究

作者应用悬浮微电极测定心肌细胞跨膜电位(TAP),以接触电极记永单相动作电位(MAP)和用常规Ⅱ导联描记心电图。实验用家兔53支,随之分为TAP—ECG组、MAP—ECG组和TAP—MAP组。在同一动物同步记录两种指标观察正常和心律失常时三种指标的改变,结果表明TAP与MAP具同样的形态间期,与心电图对应关系相一致。实验性早搏—室速—室颤时;TAP与MAP的变化是一致的。

UHF技术在高压开关柜状态检修中的应用

开关柜作为重要的电力设备,在长期的运行过程中,必然会出现绝缘老化的现象,导致局部放电产生,从而引发设备损坏与停电事故。本文结合一起10kV开关柜的局部放电实例,分析了开关柜局部放电产生的机理以及UHF方法的检测原理,并通过停电检查验证了UHF技术在开关柜状态检修中的应用效果。