非线性电导材料改善避雷器不均匀电场研究

复合无间隙氧化锌避雷器是保护电力系统中各种电气设备安全稳定运行,免遭操作过电压和大气过电压侵害的重要装置。而其外部硅橡胶绝缘材料长期承受不均匀电场,导致外部绝缘材料加速劣化,对避雷器本体的安全性能造成威胁。针对这个问题,实验制备10%~50%不同体积分数的ZnO-硅橡胶复合物,测试其电导特性,发现制备的30%~50%的复合物样品具有良好的非线性电导特性。对110 kV复合无间隙ZnO避雷器进行有限元计算,分析其外部绝缘材料空间场强分布情况,提出使用非线性电导材料对端部分布不均匀的高场强区域进行局部替换。仿真结果表明,使用非线性电导材料替换后,沿避雷器伞裙外表面最大场强从1.21 MV/m分别降至0.92 MV/m(体积比为40%ZnO-硅橡胶复合样品)、0.81 MV/m(体积比为50%ZnO-硅橡胶复合样品)。研究表明使用非线性电导材料可以显著降低避雷器端部最大场强,改善其电场分布不均匀性。

用于电机散热的定形复合相变材料研究

以石蜡作为相变物质,与埃洛石复合,以无水乙醇为溶剂,采用溶液插层法制备出不同配比的新型石蜡/埃洛石复合相变材料。使用扫描电镜(SEM)观察其表面形貌,对材料相变过程中的形状稳定性进行测试,采用差示扫描量热法(DSC)对其相变温度和相变焓进行了测定,用热重分析仪(TGA)对其热稳定性进行了表征;确定石蜡与埃洛石的最佳配比后,添加少量四针状氧化锌(T-ZnOw)提高其导热性能,使用导热仪器测试其导热系数。将复合相变材料与烘干型绝缘漆混合加热并浇注到电机定子绕组上,电机连通电源后使用红外测温仪和温敏电阻测量其温度。结果表明:当石蜡质量分数为50%时,石蜡能被埃洛石有效封装,保证了材料的的定形相变特征,添加T-ZnOw能有效提高材料的导热性能;复合相变材料与烘干型绝缘漆浇注到电机定子绕组上时能有效地降低内部温升,对降低短时高功率密度电机的内部温度和提高其功率密度具有重要的应用价值。

掺杂预合成添加剂对氧化锌压敏电阻性能影响

为了提高氧化锌(ZnO)压敏电阻的电学性能,采用常规烧结并在ZnO压敏电阻中掺杂预先合成的BiSbO_(4)和Zn_(2)SiO_(4),研究不同掺杂比例对ZnO压敏电阻的微观结构、电学性能、通流能力的影响.结果表明:ZnO压敏电阻在掺杂BiSbO_(4)和Zn_(2)SiO_(4)后,能够有效抑制ZnO晶粒变大,晶体结构变得致密均匀,致密性有所提高,有效提高压敏特性和通流能力.BiSbO_(4)和Zn_(2)SiO_(4)掺杂比例为3∶1的样品综合性能比较优异,样品的致密度为5.58 g·cm^(-3),压敏电位梯度达到425 V·mm^(-1),非线性系数为70,漏电流为1.2×10^(-7)A·cm^(-2),能量耐受能力达到334.21 J·cm^(-3),残压比为2.5.

氧化锌压敏陶瓷常规烧结工艺的优化

为了确定氧化锌压敏陶瓷常规烧结的最佳工艺,采用正交实验法,综合考虑升温速度、烧结温度、保温时间、降温速度这四个因素对氧化锌压敏陶瓷电性能和密度的影响。经论证,最佳的氧化锌压敏陶瓷烧结工艺条件和各影响因素主次顺序为烧结温度1150℃,保温时间4 h,降温速度60℃/h,升温速度30℃/h。经实验验证,应用该工艺条件烧制而成的氧化锌压敏陶瓷的各项指标均优于各个实验样本。