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冷热循环对电缆附件界面压力及带材材料特性的影响

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高电压技术 2022年第6期48卷 2198-2207页

作者：王子康周凯朱光亚梁钟颖傅尧赵琦四川大学电气工程学院成都610065

电缆附件是电网输电系统最为薄弱的环节,而附件与电缆主绝缘之间的“抱握力”则是保证附件正常运行的关键因素之一。目前尚缺乏针对电缆附件在安装后界面压力变化情况与成因的相关研究。为此,针对目前电力系统所采用的3种主流10 kV电缆... 详细信息

电缆附件是电网输电系统最为薄弱的环节,而附件与电缆主绝缘之间的“抱握力”则是保证附件正常运行的关键因素之一。目前尚缺乏针对电缆附件在安装后界面压力变化情况与成因的相关研究。为此,针对目前电力系统所采用的3种主流10 kV电缆附件,在3种不同温度下,进行冷热循环老化实验,并对附件带材一并进行了老化处理。电缆附件样本内部界面处预制压力传感器,用于测试实验过程中界面压力的变化情况。结果发现:附件界面压力在冷热循环过程中会经历一个先增大后逐步减小的过程,随着温度的升高,最大面压会增大,同时到达最大面压的时间会缩短,这一过程与硅橡胶材料的弛豫特性与“呼吸作用”有关;热处理状态下的附件面压损失要远大于冷却状态。随后,对附件相关带材进行力学性能测试与表面形貌观察,分析发现,带材在循环仅20 d后,表面疏水层与粘连剂就已经基本消失殆尽,至循环结束,材料明显硬化,仅轻微弯折,表面就会出现明显的裂痕,带材的老化与不可用速度明显快于电缆附件本体。面压的损失与带材的快速失效将对附件进水防护等产生较大的隐患。

关键词：电缆附件冷热循环界面压力力学性能弛豫特性

极端运行环境温度下模拟机车电缆与附件绝缘界面压力的松弛特性

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高电压技术 2023年第2期49卷 484-492页

作者：王霞叶洵知吴超苗哲吴锴西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710115

近年来,高速机车用柔性电缆终端在极端环境温度下事故频发,严重影响了铁路运输安全性。为此,根据实际机车运行的极端运行环境温度(–40~90℃),通过对比与分析电缆附件用硅橡胶材料在高温、低温及高低温循环过程中的弹性模量变化及其扩... 详细信息

近年来,高速机车用柔性电缆终端在极端环境温度下事故频发,严重影响了铁路运输安全性。为此,根据实际机车运行的极端运行环境温度(–40~90℃),通过对比与分析电缆附件用硅橡胶材料在高温、低温及高低温循环过程中的弹性模量变化及其扩张态下的应力松弛特性,探讨了极端运行环境温度对电缆与附件绝缘界面压力的影响规律。研究结果表明:扩张态的硅橡胶材料在高温90℃下的面压松弛率近30%,在低温–40℃下的面压松弛率约10%~20%,而在高低温循环(–40~90℃) 120 h后,面压松弛率高达50%。因此,极端环境温度下电缆与附件绝缘界面压力的大幅度下降或将对机车电缆终端的绝缘性能产生显著影响。

关键词：柔性电缆终端硅橡胶极端运行环境温度界面压力应力松弛

双光纤温度补偿法测量高温下电缆与附件界面压力的方法

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高电压技术 2023年第7期49卷 3072-3081页

作者：王霞樊卓杨吴超王言鼎吴锴西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710115

电缆与附件的界面压力和电缆附件的安全运行密切相关,为此提出了一种采用光纤光栅温度补偿曲率传感器在线测量高温下电缆附件界面压力的新方法。首先基于光纤光栅传感机理、纯弯曲数学模型、厚壁圆筒模型,选用道康宁Sylgard–184硅橡胶... 详细信息

电缆与附件的界面压力和电缆附件的安全运行密切相关,为此提出了一种采用光纤光栅温度补偿曲率传感器在线测量高温下电缆附件界面压力的新方法。首先基于光纤光栅传感机理、纯弯曲数学模型、厚壁圆筒模型,选用道康宁Sylgard–184硅橡胶制备了光纤光栅温度补偿曲率传感器,之后测量了不同扩径率下10 kV电缆附件常温和高温下的界面压力值。研究表明:该光纤光栅曲率传感器温度补偿测量偏差为−7.74%~7.01%,随着温度的升高(从30℃至60℃),电缆附件的界面压力值逐渐增大,其测试结果与传统压电传感器的测量结果趋势一致。该方法有望用于评估运行于复杂温度环境下的实体电缆附件界面压力的长期可靠性。

关键词：电缆附件界面压力光纤光栅在线监测温度补偿

降压脱气对溶CO_(2)原油乳液中水滴稳定性的影响

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石油学报（石油加工） 2022年第4期38卷 834-845页

作者：杨爽李传宪刘岱卫邓志安杨飞孙广宇西安石油大学石油工程学院陕西西安710065 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

通过对CO_(2)在油/水/乳液中的溶解度、溶CO_(2)原油的流动性、溶CO_(2)后油-水间的界面特性、溶CO_(2)原油乳液的稳定性、油-水界面压力变化的测试与计算,分析溶CO_(2)原油乳液在降压脱气过程中水滴稳定性的变化规律。结果表明:溶CO_(2... 详细信息

通过对CO_(2)在油/水/乳液中的溶解度、溶CO_(2)原油的流动性、溶CO_(2)后油-水间的界面特性、溶CO_(2)原油乳液的稳定性、油-水界面压力变化的测试与计算,分析溶CO_(2)原油乳液在降压脱气过程中水滴稳定性的变化规律。结果表明:溶CO_(2)原油乳液中,沥青质等界面活性物质能够迅速地迁移并吸附于油-水界面,并微弱提高油相对CO_(2)的溶解能力,并使得油-水界面张力快速降低,界面弹性模量增大,降低界面扩张损耗角;溶入CO_(2)能够降低油相黏度,提高水滴沉降速率,使得原油乳液的分油率增大;降压脱气时,水相中CO_(2)气泡的析出、长大,迫使水滴膨胀,降低界面上活性物质的浓度,减小了油-水界面压力,使得水滴的聚结稳定性变差,增大了原油乳液的分水率。

关键词：原油乳液稳定性界面压力破乳界面张力

外置光纤光栅传感器测量电缆附件界面压力的方法研究

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高电压技术 2022年第1期48卷 38-46页

作者：王霞樊卓杨吴超吴锴西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安712000

电缆与附件的界面压力是确保电缆附件长期可靠运行的关键。迄今为止,电缆与附件界面压力的测量方法均为内置压电传感器的离线式测量。该方法操作困难,对电缆与附件界面具有一定的破坏性,且离线式测量不能实时反映电缆附件运行过程中面... 详细信息

电缆与附件的界面压力是确保电缆附件长期可靠运行的关键。迄今为止,电缆与附件界面压力的测量方法均为内置压电传感器的离线式测量。该方法操作困难,对电缆与附件界面具有一定的破坏性,且离线式测量不能实时反映电缆附件运行过程中面压的变化特性。因此,提出了一种外置光纤曲率传感器在线测量电缆与附件界面压力的新方法。基于纯弯曲理论制备得到光纤曲率传感器,建立了电缆附件外曲率-径向位移-内界面压力间的关系模型,最后通过标定后的光纤曲率传感器,测量了10 kV电缆附件在不同扩径率下的界面压力值。测量结果表明:该光纤曲率传感器能够实现附件外曲率的精确测量,可测曲率范围0.033~0.05 mm^(-1),电缆附件界面压力的测量结果与传统压电传感器的测量结果基本一致。

关键词：电缆附件界面压力光纤传感在线测量纯弯曲厚壁圆筒

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土/岩体的冻融回滞及水分迁移综合机制研究

岩石力学与工程学报 2022年第11期41卷 2365-2375页

作者：陈汉青程桦曹璐荣传新姚直书蔡海兵安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽大学资源与环境学院安徽合肥230601 安徽建筑大学安徽省建筑结构与地下工程重点实验室安徽合肥230601 安徽理工大学经济管理学院安徽淮南232001

为阐明土/岩体在冻融过程中产生的冻融回滞与不均匀冻胀现象,对冻融回滞与冻融水分迁移机制开展研究。首先,根据广义Clapeyron方程和Gibbs-Thomson方程,给出任意弯曲界面液相水的冻结温度方程,构建毛细管的冻结与融化模型;据此,引入抗... 详细信息

为阐明土/岩体在冻融过程中产生的冻融回滞与不均匀冻胀现象,对冻融回滞与冻融水分迁移机制开展研究。首先,根据广义Clapeyron方程和Gibbs-Thomson方程,给出任意弯曲界面液相水的冻结温度方程,构建毛细管的冻结与融化模型;据此,引入抗冻性较差的“主干–旁枝型”孔隙结构,构建毛细–薄膜水的冻融回滞三角形模型;最后,通过低场核磁共振试验,验证该模型的正确性。研究表明:(1)由于冻融边界曲率差异,致使毛细压力为界面压力2倍,造成融化温度仅为冻结温度的1/2;(2)界面压力仅与边界条件有关,与冻融过程无关;(3)界面压力与理论冰压、理论吸力、迁移驱动力和表面吸附力无关,但与理论液压与净吸力成反比;(4)在界面压力作用下,净吸力在冻融过程中始终保持:P_(Suhi,1)界面效应是产生冻融回滞和冻融水分迁移的主要原因。

关键词：土力学冻融回滞冻融水分迁移毛细压力界面压力界面效应

冷热循环单周期内电缆附件XLPE-SiR界面局部放电演变特性研究

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中国电机工程学报 2023年第15期43卷 6136-6144页

作者：王子康周凯朱光亚傅尧李蓉徐庆文陈祎林刘兆贵四川大学电气工程学院四川省成都市610065 国网四川省电力公司眉山供电公司四川省眉山市620020

电力系统的日负荷特性导致配电电缆处于持续的冷热负荷循环状态。现场经验表明,在电力系统负荷突变或环境温度变化剧烈过程中,电缆附件绝缘故障频繁发生,而对于这种运行条件下的电缆附件界面绝缘特性的研究却鲜有报道。为此,该文对电缆... 详细信息

电力系统的日负荷特性导致配电电缆处于持续的冷热负荷循环状态。现场经验表明,在电力系统负荷突变或环境温度变化剧烈过程中,电缆附件绝缘故障频繁发生,而对于这种运行条件下的电缆附件界面绝缘特性的研究却鲜有报道。为此,该文对电缆附件界面预制传感器,探究冷热循环单周期内的界面压力变化情况。首先,对预置半导电突起缺陷的电缆附件进行50个周期的冷热循环预老化实验。随后,将一个冷热循环周期内附件面压及温度变化情况与一个周期内的局部放电情况进行对比分析。实验结果表明,在一个冷热循环周期内电缆附件的局部放电将经历4个阶段,在温度上升与下降阶段都将出现短暂的局部放电活跃现象,而在温度恒定、界面状态稳定时,局部放电反而相对受到抑制。经分析,认为该现象是由于冷热负荷循环过程中界面温度与界面压力两方面因素相互作用而导致的。最后,从硅橡胶主绝缘的材料特性与界面空腔放电的角度出发,解释了一个冷热循环周期内附件界面局部放电行为特性。

关键词：电缆附件硅橡胶冷热循环局部放电界面压力

界面平均温度和压力对DD5和1Cr11Ni2W2MoV材料接触热阻影响的实验研究

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中国科学院大学学报（中英文） 2023年第6期40卷 726-734页

作者：王迪昌廉曾妍王沛刘捷中国科学院大学工程科学学院北京100049 中国科学院工程热物理研究所北京100190

测量航空发动机重要部件材料间接触热阻对发动机温度分布的准确评估十分重要,进而能为其部件优化设计、叶顶间隙控制和材料热防护提供重要参考价值。DD5和1Cr11Ni2W2MoV材料因具有良好的综合性能和优异的热疲劳和工艺性能而分别广泛应... 详细信息

测量航空发动机重要部件材料间接触热阻对发动机温度分布的准确评估十分重要,进而能为其部件优化设计、叶顶间隙控制和材料热防护提供重要参考价值。DD5和1Cr11Ni2W2MoV材料因具有良好的综合性能和优异的热疲劳和工艺性能而分别广泛应用于航空发动机涡轮叶片和机匣等部件。基于发动机连接部件界面实际工况,根据稳态热流法实验测量上述两材料接触热阻,并研究界面压力(45~200 MPa)和温度(150~300℃)对其影响。研究结果表明:接触热阻与界面压力和温度均存在幂律关系,且随两者增大而逐渐减小;相同界面压力和温度下,1Cr11Ni2W2MoV材料接触热阻比DD5的更小,但两者差距随压力增大而逐渐缩小。此外,拟合得到的两种材料接触热阻与界面压力和温度间的经验公式能较好地预测实验结果,与92.9%的实验数据相对误差小于12%。

关键词：接触热阻稳态热流法界面压力界面温度导热率屈服强度

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降低固-固界面热阻方法研究进展

河北科技大学学报 2023年第3期44卷 219-227页

作者：宋庆松彭培英李洪涛李鑫达河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018

降低固-固界面热阻法是一种高效且应用广泛的减小器件传热阻力的方法。根据固-固界面状态增加界面的有效接触,可强化界面热传导。首先,概述了固-固界面热阻的产生机理;其次,梳理了界面状态(平面接触和沟槽接触)、粗糙度、界面压力、热... 详细信息

降低固-固界面热阻法是一种高效且应用广泛的减小器件传热阻力的方法。根据固-固界面状态增加界面的有效接触,可强化界面热传导。首先,概述了固-固界面热阻的产生机理;其次,梳理了界面状态(平面接触和沟槽接触)、粗糙度、界面压力、热界面材料等固-固界面热阻影响因素的作用机制;第三,介绍了降低固-固界面热阻方法的最新进展;最后,分析了降低固-固界面热阻研究存在的问题,并对其研究前景进行了展望,提出未来应从界面结构、压力/平面度、固-固接触材料本身的物性参数、超薄黏合层热界面材料等单独或共同作用的方向上深化降低界面热阻的研究,为其在强化电子散热领域的应用提供理论和实验支持。

关键词：工程传热传质学界面结构接触热阻粗糙度界面压力热界面材料