金属罐体对真空灭弧室内部电场分布的影响

利用真空开断技术以及环保气体绝缘技术开发罐式真空断路器是高压真空断路器的一个重要发展方向。为此,建立了126 kV单断口真空灭弧室以及罐式断路器的电场仿真模型,分别从触头表面电场分布、触头间隙有效击穿面积以及内部电场分布对称性三个方面,探究了布置在金属罐中的真空灭弧室内部电场的变化。结果表明,金属罐体引起真空灭弧室内部动、静两侧的电场分布不对称,出现高电位侧电场强度增大,而低电位侧电场强度减小的情况。针对这一情况,建立等效电路模型,从电路层面分析。结果表明,对地杂散电容增大引起了主屏蔽罩的电位降低。进一步地,通过将主屏蔽罩电位设置为一系列的固定值,研究了主屏蔽罩电位对于真空灭弧室内部电场分布的影响。当控制主屏蔽罩电位相同时,布置在金属罐中的真空灭弧室与单个真空灭弧室相比,两者内部电场分布基本一致,这为罐式断路器中的真空灭弧室内部电场的优化提供了参考。

液氦储罐高真空多层绝热结构影响研究

为了明确液氦储罐真空多层绝热结构的最佳层密度,采用Lockheed模型研究热流密度与层密度的关系,确定最佳层密度,探讨绝热层厚度、环境温度、绝热空间真空度对液氦储罐绝热性能的影响。研究结果表明:液氦储罐最佳层密度为41层/cm;绝热层真空度减小,热流密度下降,真空度下降到一定值后,热流密度几乎不再下降;热流密度与环境温度、绝热层厚度分别呈正、负相关,当厚度增加到一定值后,热流密度下降速率减小。在实际确定绝热层厚度和真空度时,应兼顾经济性和绝热性能。研究结果可为液氦储罐高真空多层绝热结构的设计提供参考。

低温吸附剂在填充加注过程中性能保护的研究

低温吸附剂,13X和5A两种分子筛的混合物,作为低温容器在役期间保证真空质量的重要部件,起到至关重要的作用。吸附剂特性活跃,在制造过程中不可避免的会与外界接触,导致部分性能的损失,如何减少吸附剂的提前吸附消耗和真空下的重新脱附,是低温真空容器制造的关键控制点,也是研究的重要方向。通过各种控制方案的对比测试,找到合适的控制方案,提高吸附剂的真实性能,为产品真空质量提供有力的保证。

直流叠加高压脉冲的真空灭弧室老炼技术

提高真空灭弧室的老炼均匀度,并有效调控老炼电弧作用区域的能量注入方式和程度,是真空灭弧室老炼技术所要解决的两个核心问题。然而,在单一电源模式下,真空灭弧室触头间隙的击穿条件和放电能量相互制约,其老炼的时间和空间约束条件难以独立调节,所以难以同时满足对老炼均匀度和作用区域能量调控两方面的要求。为此提出了一种直流叠加高压脉冲的真空灭弧室双电源老炼技术方案,通过小能量的高压脉冲实现对触头间隙绝缘弱点的击穿和精确定位,引入大电流对该弱点区域进行老炼处理。与传统老炼方式的实验结果对比表明:该老炼方法可显著提升灭弧室雷电冲击耐压水平,提升幅度在40%左右,为真空灭弧室老炼技术的进一步发展提供了新的思路。

真空绝热板对高铁箱梁保温性能的影响

为保证高铁箱梁冬期施工的成型质量,进行了真空绝热板对箱梁冬期施工保温性能的影响研究。文中通过建立混凝土箱梁养护过程中温度场理论计算模型,比较蒸汽养护、自然养护和带有真空绝热板养护工况下的温度场分布和演化差异,来证实真空绝热板对箱梁低温养护的积极作用。因此将真空绝热板应用于高铁箱梁的成型过程,为推动我国“双碳”目标的达成起到重要作用。

有机硅橡胶在高压产品中真空灌封工艺应用

本文通过高压产品中高压功率管器件为研究对象,通过采用道康宁和国产有机硅橡胶开展真空灌封方式满足了该高压器件的绝缘需求。重点介绍了真空灌封工艺路线的确认以及关键工序控制方式,经过高低温循环试验以及低气压放电试验验证,该灌封技术可以满足该高压器件的绝缘防护要求,为高压产品的研制提供工艺支撑能力。

冷鲜猪肉在贮藏过程中生物胺含量变化及不同包装方式对生物胺含量变化的影响研究

目的研究冷鲜猪肉在35℃下贮藏过程中生物胺的变化情况,以及不同包装方式(高氧气调包装、高氧气调包装结合隔热材料、真空包装和真空包装结合隔热材料)对冷鲜猪肉贮藏过程中生物胺变化的影响。方法将新鲜猪肉胴体快速冷却后切割,按照不同包装方式分组包装,以无包装为对照组,在35℃下贮藏,于0、12、24、36、48、60 h对96份样品中生物胺含量和种类进行检测,分析不同包装条件下样品生物胺变化情况。结果精胺和亚精胺在不同包装方式下0~60 h内均有检出;腐胺和尸胺在4种包装方式和无包装方式下的含量始终较高。与对照组相比,真空包装腐胺和尸胺检出时间延缓了24 h,组胺和酪胺检出时间延缓了12 h;在真空包装结合了隔热材料之后,腐胺、尸胺、组胺和酪胺的检出时间延缓了12 h。与真空包装比,高氧气调包装组胺始终未检出,腐胺、尸胺和酪胺的检出时间延缓了12 h,且含量更低,在高氧气调包装结合了隔热材料之后,这3种生物胺的检出时间进一步延缓12h。结论精胺和亚精胺是冷鲜猪肉中天然存在的生物胺;腐胺、尸胺和酪胺是冷鲜猪肉腐败过程中产生的主要生物胺种类,且随着贮藏时间的延长,其含量显著增加,其中腐胺和尸胺含量较高,是影响冷鲜猪肉质量安全的主要生物胺。真空包装和高氧气调包装均能有效抑制生物胺的形成,就包装方式而言,相较于真空包装,高氧气调包装能更有效地抑制生物胺的产生,就有无隔热材料而言,结合隔热材料能更有效地抑制生物胺的产生。

高真空多层绝热温度场数值模拟研究

基于逐层传热计算方法,计算高真空多层绝热传热量,进而确定高真空多层绝热综合导热系数.结果表明,外界环境温度越高,升高相同温度,高真空多层绝热传热量增加越多,综合导热系数增加越多;基于综合导热系数,进行高真空多层绝热温度场数值模拟研究.结果表明,越靠近冷端,绝热层中温度变化越大,温度降低越明显;越靠近热端,绝热层中温度变化越小,温度升高越微弱.

高真空多层绝热超低温容器漏热分析

为解决高真空多层绝热超低温容器漏热的设计难点,通过对高真空多层绝热超低温容器支撑结构、容器接管、残余气体传热、辐射传热进行漏热分析,介绍了理论计算和数值模拟计算过程,同时提出了以机械构件和多层绝热结构优化为主的降低漏热的措施,最后将超低温容器蒸发率转化为允许漏热量,并以此作为性能考核指标,建立高真空多层绝热超低温容器漏热设计流程图,分析结果可为工程中的漏热设计提供参考。

真空断路器灭弧室外表面绝缘及其电场计算

用 ANSYS有限元软件分析计算了一种真空灭弧室外表面的电场强度 ,给出了不同绝缘介质时的电场强度数值及分布曲线。分析结果表明

Ag400直接替代PdO应用于高真空多层绝热储罐中的研究

高真空多层绝热因其超好的绝热性能而广泛的应用于低温储罐,但其夹层真空度会随着材料的放气而逐渐降低,放气的主要成分是氢气。为此,对比研究了新型廉价吸氢剂银分子筛(Ag400)和常规高价吸氢剂氧化钯(PdO)的吸氢特性。分别测定了PdO和Ag400的吸附等温线,根据BDDT理论,均为第一类吸附等温线,属于化学吸附,并用Langmuir等温式进行了分析,PdO的吸附系数为8.11,饱和吸附量为228.53 ml/g;Ag400的吸附系数为8.28,饱和吸附量为29.45 ml/g。Ag400的饱和吸附量,平均最大吸附速率和实验周期内平均吸附速率分别是PdO的13.01%,40.89%和15.92%。综合考虑吸附量和吸附速率,认为Ag400进行PdO的直接替代时,质量比例应不低于10∶1。本文可以为工程设计人员应用新型吸氢剂Ag400提供理论依据。

国产银分子筛和复合氧化物吸氢剂应用于高真空多层储罐的吸氢性能

高真空多层绝热因其超好的绝热性能而广泛的应用于低温储罐,但其夹层真空度会随着材料的放气而逐渐降低,放气的主要成分是氢气。本文设计了实验平台,研究了国产银分子筛(NewGetter)和复合金属氧化物吸氢剂(PdO&AgO)的吸附等温线。根据BDDT理论,两种等温线均属于第Ⅰ类吸附等温线,符合Langmuir吸附模型,NewGetter饱和吸附量是21.63m L/g,占PdO&AgO的12.12%。平衡压力处于相同范围内时,两种吸氢剂的平均吸附速率和最大吸附速率均随平衡压力的升高而减小;PdO&AgO的平均吸附速率比NewGetter大两个数量级,最大吸附速率比NewGetter大一个数量级。本文可以为两种吸氢剂的推广使用提供理论依据。

高电压等级真空灭弧室绝缘结构的研究

为了解真空灭弧室的绝缘性能,通过对72.5kV真空灭弧室试品的冲击耐压试验以发现规律、分析其影响因素并改进绝缘结构。试验表明,其内部绝缘击穿并非发生在触头间隙,而是触头背部与主屏蔽罩间的间隙放电。增大触头边缘与背部过渡处的圆弧半径后,提高了耐压水平。进一步提出126kV真空灭弧室内部绝缘结构的设计方案,计算了电场分布情况并用真空灭弧室绝缘击穿的统计特性分析其耐压特性。

HIRFL-CSR超高真空烘烤系统

为了满足兰州重离子加速器冷却储存环 6× 10 - 9Pa的真空度要求 ,必须建立温度在 2 0 0～ 30 0℃、控制良好的在线烘烤系统。主要从热电偶、加热器及绝热套 ;功率计算及分布 ;烘烤控制 ;样机测试结果等几个方面介绍兰州重离子加速器冷却储存环 (HIRFL- CSR)超高真空烘烤系统。

不同种类破空气体对高真空多层绝热低温容器真空丧失后传热的影响

通过实验,分别利用氮气、空气、氧气和氦气作为破空气体,对高真空多层绝热低温容器在真空完全丧失后的漏热进行了研究。结果表明,多层绝热结构对于绝热真空完全丧失后的低温容器能够起到一定的保护作用,初始和最终漏热和渗入到绝热真空夹层中气体的性质密切相关。

高真空多层绝热结构中一氧化钯吸氢特性研究

对高真空下的一氧化钯吸附氢气的特性进行了分析和研究,实验测定了一氧化钯吸附氢气的机理,不同条件下一氧化钯对氢气的吸附特性,以及设置一氧化钯对夹层漏放气的影响。实验证明,在夹层中使用恰当的混合吸附剂,可以有效减小夹层的漏放气量,提高低温储罐的寿命。

高梯度绝缘子的实验研究与性能分析

为解决脉冲功率系统中绝缘部件的真空沿面闪络问题,开发了基于二次电子崩理论的层叠式高梯度绝缘材料。利用全金属超高真空分析系统,对高梯度绝缘子的真空出气特性进行检测;利用四极质谱仪,对高梯度绝缘子真空出气的气体成分进行分析。利用阻抗分析仪测试不同结构绝缘材料的高频介电性能。基于纳秒脉冲真空实验平台,对高梯度绝缘子的真空沿面闪络性能进行测试。研究结果表明:高梯度绝缘子具有良好的高频介电性能,其拐点频率高达200MHz;锻炼后高梯度绝缘子的闪络场强可达190kV/cm,其闪络性能和高梯度绝缘结构中绝缘层的材料及绝缘层与金属层的比例直接相关。

高真空多层绝热低温管道内管路波纹管应力非线性有限元分析

广泛用于LNG等输送的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常使用波纹管膨胀节来补偿其内管的冷缩变形,波纹管由于工作在深冷环境中且要承受液体内压,在实际使用过程中常出现断裂进而导致整个管道失效。为此,介绍了HV-MLI低温管道的基本结构,建立了波纹管有限元模型,在HV-MLI低温管道输送LNG、LO_2及LN_2的不同工况下对波纹管进行了应力非线性有限元计算,分析了轴向位移载荷及内压载荷分别作用下的波纹管响应状况,并结合国家标准GB/T 12777—2008对所用波纹管进行了强度及疲劳寿命校核。结果表明:(1)波纹管满足HV-MLI低温管道使用要求;(2)输送LN_2工况时波纹管等效应力最大,波纹管波峰内表面为危险点,此时可以考虑适当降低介质输送压力;(3)轴向位移载荷引起的波纹管子午向应力远超过材料的屈服极限,是引起波纹管疲劳损坏的主要因素,在管道设计及使用时应严格控制其数值。

高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后传热及绝热夹层内温度分布规律实验

在搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失传热研究实验台的基础上,分别利用干燥氮气、二氧化碳、氧气、氦气及空气为破空介质,进行了高真空多层绝热低温容器发生完全真空丧失事故后的传热实验研究。实验中通过流量计和温度采集系统测得了高真空多层绝热低温容器在发生完全真空丧失事故后的排放率和绝热夹层内的温度分布规律。实验结果表明,导入高真空多层绝热低温容器绝热夹层的气体种类对其完全真空丧失后的传热过程有很大的影响。

高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后升压规律的试验研究

高真空多层绝热低温容器是一种危险性很高的压力容器。绝热夹层完全的真空丧失是可能发生在高真空多层绝热低温容器上的、并会对低温容器带来严重的安全隐患。在搭建了高真空多层绝热低温真空丧失试验台的基础上,用试验的方法研究了低温容器的绝热材料层数和初始充满率对其真空丧失后无排放贮存过程中升压的影响。试验结果表明,高真空多层绝热低温容器绝热夹层内的绝热材料层数及其初始充满率都对容器完全真空丧失后的升压过程有着重要影响。