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The Simulation of Surface Charge Accumulation on PMMA with Different Surface Roughness in Vacuum

Energy and Power Engineering 2017年第4期9卷 644-658页

作者： Jiyuan Yan Jie Ren Qing Xie haofan lin Zhiliang Hu Huijuan Ran Weitao Hu Si Li Hebei Provincial Key Laboratory of Power Transmission Equipment Security Defense North China Electric Power University Baoding China Hebei Electric Power Corporation maintenance branch Shijiazhuang China Beijing Electric Power Corporation Beijing China

The surface insulation properties of insulating material under DC voltage are closely related to the characteristics of surface charge accumulation, and the surface roughness of these materials has a direct impact on the surface charge distribution in vacuum. Therefore, it is significant to study their connection. In this paper, based on the secondary electron emission avalanche model, the surface charge accumulation on polymethyl methacrylate (PMMA) with different surface roughness was simulated by using particle in cell and Monte Carlo Collision method. The simulated environment was under the finger shaped electrode and in vacuum. The results showed that under the action of the electric field the electrons emitted from the cathode triple junction moved forward and collided with the insulating material, which may lead to the generation of secondary electrons or the accumulation of surface charge. The surface charge near the cathode was mostly negative since the effect of surface electron injection was greater than that of the collision ionization. Due to the change of electron energy and the influence of electric field distribution, the number of positive charge on the insulator gradually increased, reached the maximum, and then gradually reduced with the approaching of the anode. Moreover, when the surface roughness of the material increases or the secondary electron emission coefficient decreases, the amount of surface charge accumulated on the PMMA will reduce. This paper can provide some guidance for the practical application of insulating materials.

关键词： Surface Charge Secondary Electron Emission Surface Roughness PMMA

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等离子体射流快速改性促进表面电荷衰减

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电工技术学报 2017年第16期32卷 256-264页

作者：林浩凡王瑞雪谢庆张帅邵涛华北电力大学电气与电子工程学院保定071003 中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学北京100039

随着高压直流输电迅猛发展,绝缘材料在直流电压下表面电荷积聚现象严重威胁直流输电系统的安全可靠运行。为加快绝缘材料表面电荷的消散,采用大气压等离子体射流,以TEOS为前驱物,在环氧树脂表面沉积SiO_x薄膜。对改性前后材料表面化学... 详细信息

随着高压直流输电迅猛发展,绝缘材料在直流电压下表面电荷积聚现象严重威胁直流输电系统的安全可靠运行。为加快绝缘材料表面电荷的消散,采用大气压等离子体射流,以TEOS为前驱物,在环氧树脂表面沉积SiO_x薄膜。对改性前后材料表面化学组成、表面电导率、表面电荷特性、表面陷阱分布以及耐压特性进行多参数测量,研究等离子体射流改性前后环氧树脂表面特性。实验结果表明:等离子体处理在环氧树脂表面引入大量以Si-O-Si及Si-OH基团为主的无机基团,且表面电导率提高2个数量级。随着改性时间的延长,表面电荷的初始积聚量减少,消散速度加快,陷阱能级深度变浅;沿面闪络电压呈现先增后降的趋势,在改性180s时闪络电压提高到最高值9.0k V。研究结果表明:通过大气压等离子体射流在聚合物表面沉积薄膜能够提高环氧树脂绝缘性能,为其工程应用提供了有效的改性方法。

关键词：等离子体射流薄膜沉积表面电荷环氧树脂闪络电压

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关于高压电气设备的绝缘预防性试验研究

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电子测试 2022年第19期36卷 132-134页

作者：林灏凡南方电网科学研究院高电压技术研究所广东广州510063

本系统介绍了高压电气设备绝缘预防性试验缺陷特征、试验种类以及试验基本原理;并阐述了高压设备的绝缘水平及试验的一些方法。

关键词：高压电气设备绝缘试验缺陷预防性试验试验方法

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局放检测技术在高压开关柜绝缘缺陷诊断与定位中的应用

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通信电源技术 2021年第22期38卷 114-116页

作者：林灏凡深圳供电局有限公司广东深圳518000

为了提高高压开关柜安全管理质量,需要积极落实更加科学合理的技术方案,利用合理有效的放电检测方案提高评估准确性,实现故障的精准定位管理。基于此,介绍了局部放电检测技术的类型,并对具体技术方案展开讨论。

关键词：局放检测技术高压开关柜绝缘缺陷诊断定位

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氟化剥离填料对氮化硼/环氧复合材料沿面闪络电压的影响

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高电压技术 2017年第9期43卷 2800-2807页

作者：律方成阴凯付可欣林浩凡谢庆侯志灵张翀华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 北京化工大学理学院北京100029 全球能源互联网研究院先进输电技术国家重点实验室北京102211

氮化硼/环氧树脂复合材料因其优异的导热、机械、电学性能成为高压电气设备中重要的功能材料。为此提出对填料进行氟化剥离处理以提升复合材料的绝缘性能。通过制备含改性氮化硼质量分数分别为1%、2%、4%、8%的环氧树脂复合材料,与未处... 详细信息

氮化硼/环氧树脂复合材料因其优异的导热、机械、电学性能成为高压电气设备中重要的功能材料。为此提出对填料进行氟化剥离处理以提升复合材料的绝缘性能。通过制备含改性氮化硼质量分数分别为1%、2%、4%、8%的环氧树脂复合材料,与未处理填料的氮化硼/环氧树脂复合材料进行对比,研究其在直流电场下表面电荷消散与闪络电压的特性。采用SEM、FTIR、AFM、EDS等手段研究填料改性前后的性质和材料表面闪络处的形貌和元素成分。结果显示:材料表面电荷的消散速度及闪络电压随填料质量分数的增加而提升;对氮化硼填料氟化剥离处理有助于促进复合材料的电荷消散,提高闪络电压。从电荷消散途径、氮化硼禁带宽度、材料表面陷阱效应方面对实验现象进行了解释,为复合材料的无机填料处理提供了一种新的改性方法。

关键词：氟化氮化硼纳米片环氧树脂表面电荷直流闪络电压

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基于元件分级传递的配电网可靠性评估快速算法

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中国电机工程学报 2014年第S1期34卷 54-60页

作者：林灏凡王怀智余涛彭建春刘前进蔡德华华南理工大学广东省广州市510640 深圳大学广东省深圳市518060 江门供电局广东省江门市529030

提出一种配电网可靠性评估算法以解决故障模式影响分析法等在系统急剧增大时所具有的计算冗余问题。可靠性指标逆流传递过程考虑了下游故障对上游负荷的停电影响,而顺流传递过程考虑了上游故障对下游负荷的停电影响。在逆流传递过程中,... 详细信息

提出一种配电网可靠性评估算法以解决故障模式影响分析法等在系统急剧增大时所具有的计算冗余问题。可靠性指标逆流传递过程考虑了下游故障对上游负荷的停电影响,而顺流传递过程考虑了上游故障对下游负荷的停电影响。在逆流传递过程中,先将支线的可靠性指标传递到馈线上,再从馈线末端开始传递至上一级馈线中。在顺流传递中,通过保护元件的逐级传递,将不同保护元件的操作时间计入可靠性指标当中。结合此2种等值过程得到系统中每一点的可靠性指标。该算法考虑保护元件的不可靠动作率,实现了可靠性指标的全网络传递。并利用区域等值技术和最小路方法以简化传递路径和有效减少计算量。所提出方法在IEEE标准可靠性测试模型RTBS上完成测试。结果表明,提出方法的可靠性计算结果与故障模式影响分析法完全相同,并能最大化地提高计算效率。

关键词：配电网可靠性评估分级传递备用电源可靠性指标

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变电站机器人巡检中设备目标动态捕捉识别技术研究

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机械设计 2024年第S1期41卷 159-164页

作者：金涌涛张恬波季宇豪林浩凡赵璐旻国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014

变电站巡检对于保障电力供应的可靠性和安全性至关重要,使用巡检机器人进行自动化巡检在变电站中应用广泛,不仅反映了当代变电站管理模式的转变,也体现了技术集成和效率提升方面的进步。电网仪表为电力系统的安全可靠运行提供了必要的... 详细信息

变电站巡检对于保障电力供应的可靠性和安全性至关重要,使用巡检机器人进行自动化巡检在变电站中应用广泛,不仅反映了当代变电站管理模式的转变,也体现了技术集成和效率提升方面的进步。电网仪表为电力系统的安全可靠运行提供了必要的支持和保障,然而从巡检机器人拍摄的视频中对电网仪表准确识别较为困难,因此提出了一种基于改进YOLOv7-tiny的变电站机器人设备巡检中目标动态捕捉识别方法,将基于注意力机制的目标检测头融入基准模型,并修改了其损失函数,增强了模型对视频复杂背景中电网仪表的特征提取和整合能力。通过消融试验和算法对比表明,所提出的改进方法有效地保证了模型的识别速度,并且提升了识别精度,在电网仪表的精确高效识别方面具有一定的优势和潜力,有利于提高变电站自动化巡检的效率。

关键词：变电站自动化巡检目标检测 YOLO 注意力机制

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35kV低频变压器的轻量化设计方法

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浙江电力 2024年第4期43卷 129-136页

作者：刘黎尹聪聪詹江杨林浩凡刘云鹏刘刚国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 河北省输变电设备安全防御重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003 国网浙江省电力有限公司杭州310007

针对低频变压器铁心尺寸、重量等较传统工频变压器增大的问题,提出了一种35 kV低频变压器的轻量化设计方法,综合考虑变压器损耗、重量和尺寸进行多目标优化。首先,依据国家标准及设计手册给出低频变压器初始结构。然后,选取变压器尺寸... 详细信息

针对低频变压器铁心尺寸、重量等较传统工频变压器增大的问题,提出了一种35 kV低频变压器的轻量化设计方法,综合考虑变压器损耗、重量和尺寸进行多目标优化。首先,依据国家标准及设计手册给出低频变压器初始结构。然后,选取变压器尺寸、重量与损耗作为优化目标。其次,根据低频变压器特点选取相应的优化变量并给出约束条件。最后,通过遗传算法对低频变压器进行优化设计,并进行对比分析,结果表明,总损耗减少了11.04%,铁心、线圈重量减少了4.36%、6.71%,铁心中心距减少了12.85%。

关键词：低频变压器多目标优化遗传算法

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低频电压下XLPE电树枝生长及局部放电特性

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绝缘材料 2024年第4期57卷 66-71页

作者：刘云鹏尹子澳刘贺晨林浩凡刘黎赵家莹华北电力大学河北省绿色高效电工新材料与设备重点试验室河北保定071003 华北电力大学新能源电力系统国家重点试验室北京102206 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310007

低频电缆作为柔性低频交流输电系统中的关键设备,其绝缘介质在低频电压下的特性对电缆的设计和运行具有重要意义。为了研究低频电压下交联聚乙烯(XLPE)电树枝的生长及局部放电特性,设计并搭建了不同频率下电树枝生长实时观测和局部放电... 详细信息

低频电缆作为柔性低频交流输电系统中的关键设备,其绝缘介质在低频电压下的特性对电缆的设计和运行具有重要意义。为了研究低频电压下交联聚乙烯(XLPE)电树枝的生长及局部放电特性,设计并搭建了不同频率下电树枝生长实时观测和局部放电同步测量系统,探究了XLPE试样分别在20、30、40、50 Hz频率下电树枝的引发、生长及局部放电特性。结果表明:电压频率对XLPE电树枝生长及局部放电特性的影响有明显规律性。在20~50 Hz范围内,随着频率的降低,XLPE的起树电压略有升高,但电树枝生长速度加快,损伤面积增加,局部放电量和放电次数增大,放电相位分布基本不变。

关键词：交联聚乙烯电树枝局部放电柔性低频输电

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某变电站操作合闸后电压互感器烧毁的技术分析及改进措施

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变压器 2024年第11期61卷 72-75页

作者：沙玉洲万华林浩凡李淑兰初颖孙晓黎大连第一互感器有限责任公司辽宁大连116200 国网江西省电力有限公司电力科学研究院江西南昌330096 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014

某110kV变电站内带电容器的10kV电缆线路改造结束送电合闸操作后,出现了电压互感器烧毁故障。本文作者对该事故进行了技术分析并提出了改进措施,为同类工程建设、改造、检修与维护过程提供技术参考,避免同类事故再次发生。

关键词：电压互感器电容器直流分量励磁涌流

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