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接枝聚丙烯电容薄膜的高温储能特性

中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3371-3377,I0002页

作者：罗兵李君洛王少杰胡世勋徐永生肖微徐刚毅何金良李琦特高压电力技术与新型电工装备基础国家工程研究中心广东省广州市510080 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

随着海上风电、电动汽车和油气勘探的迅速发展,对薄膜电容器的工作温度提出更高的要求。然而,当环境温度达到120℃时,目前使用最为广泛的双向拉伸聚丙烯电容薄膜充放电效率急剧下降,不能满足应用需求。该文制备了苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-... 详细信息

随着海上风电、电动汽车和油气勘探的迅速发展,对薄膜电容器的工作温度提出更高的要求。然而,当环境温度达到120℃时,目前使用最为广泛的双向拉伸聚丙烯电容薄膜充放电效率急剧下降,不能满足应用需求。该文制备了苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-St)双向拉伸电介质薄膜,在120℃下,PP-g-St可以将能量密度从0.23 J/cm^(3)提高到1.67 J/cm^(3)(储能效率在90%以上),同时接枝后击穿场强大幅提升,高温泄漏电流得到有效抑制,这源自于接枝后引入的深陷阱限制了载流子的输运。接枝样品中的自聚相经拉伸后与基体具有良好的相容性。该文研究为适用于高温高场条件的聚丙烯基电容器薄膜材料的大规模制备提供可能。

关键词：接枝聚丙烯双向拉伸薄膜薄膜电容器高温介电储能

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Thermal Analysis of Glasses in TeO2-BaF2-LaF3 Systems

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Journal of Materials Science & Technology 2006年第3期22卷 411-413页

作者： Dongbing HE Junjie ZHANG Zhongchao DUAN shixun DAI Lili hu Shanghai Institute of Optic and Fine Mechanics Chinese Academy of Sciences P.O. Box 800-211 Shanghai 201800China

Divalent metal fluorides MF2 （M=Sr, Mg, Ca） in oxyfluoride tellurite glasses TeO2-BaF2-LaF3 were synthesized. The densities, refractive indices and characteristic temperatures of synthesized glasses were measured. The influence of divalent metal fluorides-MF2（M=Sr, Mg, Ca） on the thermal stability of oxyfluoride tellurite glasses TeO2-BaF2-LaF3 were studied. Results show that the replacement of BaF2 by SrF2 and MgF2 can enhance the thermal stability against crystallization of the glass. A glass system with good thermal stability was produced, which could be a potential candidate for the host materials of the fiber devices.

关键词： Divalent metal fluorides Oxyfluoride tellurite glasses Thermal stability

Surface-modification effect of MgO nanoparticles on the electrical properties of polypropylene nanocomposite

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High Voltage 2020年第3期5卷 249-255页

作者： shixun hu Yao Zhou Chao Yuan Wei Wang Jun hu Qi Li Jinliang He Beijing Key Lab of High Voltage&EMC and State Key Lab of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy SourcesNorth China Electric Power UniversityBeijing 102206People's Republic of China Department of Electrical Engineering State Key Laboratory of Power SystemsTsinghua UniversityBeijing 100084People's Republic of China

Polypropylene(PP)-based nanocomposite is a promising insulation material for recyclable high-voltage direct current(HVDC)cables,where the coupling agent plays an important *** this study,four silane coupling agents with different alkyl chain groups(methyl,propyl,octyl,and octadecyl)were used to surface-modify magnesium oxide(MgO)*** surface-modification effect on the electrical properties of PP/MgO nanocomposites was *** results show that surface-modified nanoparticles introduce quantities of deep traps,whose quantity increases as the alkyl chain length *** similar tendency also occurs on DC volume *** these nanocomposites show remarkable space charge suppression ability and improved DC breakdown *** them,the nanocomposites with octyl-modified MgO show the best electrical properties,which could be attributed to the introduction of a large quantity of deep *** work may give a reference for the selection of coupling agents in PP-based nanocomposite insulation material for HVDC cable.

关键词： electrical coupling insulation

不同改性技术路线的聚丙烯基高压直流电缆绝缘材料综合性能比较

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中国电机工程学报 2022年第4期42卷 1243-1251页

作者：胡世勋张雅茹邵清李娟王伟胡军李琦袁浩何金良华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 中国石化北京化工研究院北京市朝阳区100013 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

聚丙烯(polypropylene,PP)是一种极具应用潜力的热塑性高压直流电缆绝缘材料,有望取代传统的交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘。目前,面向高压直流电缆绝缘应用的聚丙烯改性技术主要包括共聚/共混、纳米掺杂改性、接枝... 详细信息

聚丙烯(polypropylene,PP)是一种极具应用潜力的热塑性高压直流电缆绝缘材料,有望取代传统的交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘。目前,面向高压直流电缆绝缘应用的聚丙烯改性技术主要包括共聚/共混、纳米掺杂改性、接枝改性等。为对上述改性技术路线的性能水平进行综合评估,分别选择并制备共聚聚丙烯、纳米掺杂改性聚丙烯和接枝改性聚丙烯。对其热、机械、电气绝缘性能进行了测试,并与XLPE进行对比。测试与对比结果表明,相比传统XLPE材料,上述改性聚丙烯材料均具有较高的热稳定性与较为接近的机械性能,直流下的电气绝缘性能则得到显著提升。这其中以接枝改性聚丙烯表现最为优秀。PP的接枝改性技术显示出优秀的综合性能,并且适用于大规模工业化自主化生产,具有较高的应用潜力和发展价值。

关键词：高压直流电缆绝缘材料聚丙烯共聚改性纳米复合材料接枝改性

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硅烷接枝聚丙烯的直流电性能与陷阱机制

高电压技术 2023年第11期49卷 4480-4489页

作者：彭向阳姚驰余欣胡世勋范亚洲何金良广东省电力装备可靠性企业重点实验室(广东电网公司电力科学研究院) 广州510080 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

为研究接枝改性聚丙烯(polypropylene,PP)作为可回收直流电缆绝缘的电气性能及其调控机理,制备了乙烯基三乙氧基硅烷(vinyltriethoxysilane,VTES)接枝改性的聚丙烯,并重点对其常温和高温下的击穿场强、体积电阻率和相关的陷阱特性与机... 详细信息

为研究接枝改性聚丙烯(polypropylene,PP)作为可回收直流电缆绝缘的电气性能及其调控机理,制备了乙烯基三乙氧基硅烷(vinyltriethoxysilane,VTES)接枝改性的聚丙烯,并重点对其常温和高温下的击穿场强、体积电阻率和相关的陷阱特性与机制进行了测试与分析。实验研究表明:接枝硅烷后的聚丙烯在30℃和90℃两种温度以及电缆绝缘层工作场强的条件下,其电阻率最高提升2~3倍,击穿场强提升接近10%,空间电荷被显著抑制;接枝硅烷可以在材料中引入大量深陷阱。仿真分析表明,接枝硅烷能够在材料中引入较深的电子陷阱能级和较深的静电势阱。陷阱和势阱可以捕获自由载流子,影响电荷输运过程,从而实现电阻率的提升。该文工作可为后续接枝改性聚丙烯直流电缆绝缘材料研究与开发提供参考。

关键词：高压直流电缆聚丙烯接枝改性硅烷直流电阻率陷阱能级势阱

Quasi-CW Diode Laser End-pumped Yb3+: Glass Microchip Laser

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Chinese Journal of Lasers 2002年第2期11卷 6-8页

作者： DAI shixun hu Lili LIU Zhuping huANG Guosong JIANG Zhonghong( Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, The Chinese Academyof Sciences, Shanghai 201800, China)YASUKAZU Izawa(Institute of Laser Engineering, Oska University, Osaka 565-0871, Japan ) Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics The Chinese Academy of Sciences 上海 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics The Chinese Academy of Sciences 上海 201800 Institute of Laser Engineering Oska University 日本 Osaka 565-0871

Quasi-CW diode-pumped Yb3+: borate glass and Yb3+: phosphate glass microchip lasers have been reported. From Yb3+: phosphate glass laser, the maximum average output power was 31 mW and the optical-optical conversion efficiency was 5% . The maximum average output power was 18 mW, and optical-optical conversion efficiency was 3% for Yb3+ :borate glass laser.

关键词： LD pumping ytterbium doped borate glasses ytterbium doped phosphate glasses Quasi-CW lasers

基于两步优化的介电谱特征参数辨识方法及其应用

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电力自动化设备 2019年第7期39卷 161-167页

作者：徐志钮张翼胡志伟胡世勋律方成金虎华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003 南方电网科学研究院有限责任公司广东广州510663

为了能够通过拟合介电谱的方式获得绝缘材料的绝缘状态,在Cole-Cole模型下提出了基于两步优化的绝缘材料介电谱特征参数辨识方法。根据绝缘材料的普适弛豫定律,推导形成了一套较为完整的Cole-Cole模型初值获取方法;采用与拟合误差情况... 详细信息

为了能够通过拟合介电谱的方式获得绝缘材料的绝缘状态,在Cole-Cole模型下提出了基于两步优化的绝缘材料介电谱特征参数辨识方法。根据绝缘材料的普适弛豫定律,推导形成了一套较为完整的Cole-Cole模型初值获取方法;采用与拟合误差情况更匹配的目标函数,提出基于全局搜索与局部搜索相结合的两步优化对各特征参数进行优化计算,有效地解决了传统辨识方法容易陷入局部极小点甚至发散的问题。运用3种典型的介电谱特征参数辨识方法和所提方法,对数值产生和实测的介电谱进行计算,验证了所提方法的优越性。实验测量了低密度聚乙烯(LDPE)样本直流加压注入空间电荷后的介电谱,运用所提方法辨识不同去极化时刻LDPE介电谱的特征参数。结果表明:不同去极化时间下,通过所提方法均能较好地逼近实测介电谱,且随着频率的升高,复介电常数的实部、虚部的减小速度存在下降的趋势。

关键词：绝缘介电谱 Cole-Cole模型特征参数辨识两步优化低密度聚乙烯

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三电极法测量体积电阻率的误差分析与修正

绝缘材料 2019年第4期52卷 61-69页

作者：胡世勋徐志钮华北电力大学电力工程系河北保定071003 华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室河北保定071003

为对三电极法测量体积电阻率的相对误差进行分析与修正,首先在有限元分析软件COMSOL中建立了三电极测量系统模型并进行体积电阻率的仿真计算,对比理论值验证了模型的合理性。然后在仿真基础上重点探究三电极模型中尺寸和材料等内部参数... 详细信息

为对三电极法测量体积电阻率的相对误差进行分析与修正,首先在有限元分析软件COMSOL中建立了三电极测量系统模型并进行体积电阻率的仿真计算,对比理论值验证了模型的合理性。然后在仿真基础上重点探究三电极模型中尺寸和材料等内部参数对体积电阻率测量相对误差的影响规律。结果表明:在三电极法测量模型中,试品本身和支撑材料的电阻率水平与高低压电极厚度对低电阻率试品的测量误差影响不明显,对高电阻率试品则较为显著,误差随试品电阻率的升高而下降;试品半径大于三电极测量装置屏蔽电极外径时,对误差几乎无影响;随着试品厚度增加,误差由指数下降逐渐变为线性下降。最后,通过数据拟合提出了针对上述影响因素的体积电阻率测量相对误差修正公式,该修正公式能够将误差从百分级降至千分级。

关键词：体积电阻率三电极 COMSOL 相对误差修正

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接枝苯乙烯对聚丙烯绝缘材料介电性能的影响

中国电机工程学报 2023年第13期43卷 5251-5260页

作者：樊林禛郝国辉张雯嘉董新华屠幼萍胡世勋邵清郑重王伟袁浩李琦何金良新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院北京市朝阳区100013

为开发高性能的环保型聚丙烯(polypropylene,PP)电缆绝缘材料,该文对苯乙烯(styrene,St)接枝PP材料的结构形态以及交流击穿强度、相对介电常数和介电损耗进行详细研究。实验结果表明,接枝St能够在PP试样内部增加深陷阱密度、引入独特的... 详细信息

为开发高性能的环保型聚丙烯(polypropylene,PP)电缆绝缘材料,该文对苯乙烯(styrene,St)接枝PP材料的结构形态以及交流击穿强度、相对介电常数和介电损耗进行详细研究。实验结果表明,接枝St能够在PP试样内部增加深陷阱密度、引入独特的物理交联结构并形成小球晶结构,这些因素均有利于抑制交流电场下试样内部低密度区的引发,进而显著提升交流击穿强度。随着接枝含量的增加,接枝试样的击穿强度先提高后降低,并在接枝率为3.38%时达到相对最优值,其特征击穿强度较纯PP提升了约30.9%。实验还发现,接枝St在PP试样内部引入了界面结构,增加了界面极化形式。由于St分子链与PP分子链均为非极性且不相容,这种界面极化作用相对较弱,使得接枝试样的相对介电常数和介电损耗较纯PP仅略有提升,表现出优异的介电特性。实验结果可以为PP绝缘材料在交流电缆中的应用提供依据。

关键词：聚丙烯接枝改性交流击穿强度介电性能