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秦山核电厂堆内构件围板螺栓老化评估

核动力工程 2022年第S01期43卷 16-21页

作者：黄超许锋李世伟中核核电运行管理有限公司技术支持处浙江嘉兴314300

介绍了秦山核电厂为评估堆内构件围板螺栓的实际老化状态,在吸收总结国际上堆内构件老化机理研究成果的基础上建立了堆内构件围板螺栓的老化机理判断准则,用其评估识别围板螺栓主要受磨损、应力松弛、辐照肿胀、辐照促进应力腐蚀开裂等... 详细信息

介绍了秦山核电厂为评估堆内构件围板螺栓的实际老化状态,在吸收总结国际上堆内构件老化机理研究成果的基础上建立了堆内构件围板螺栓的老化机理判断准则,用其评估识别围板螺栓主要受磨损、应力松弛、辐照肿胀、辐照促进应力腐蚀开裂等老化机理的影响,并针对老化机理可能导致的缺陷类型,开发了水下超声检查技术补充常规的目视检查方法,从而制定评估老化状态的检查方案。评估结果表明,秦山核电厂堆内构件围板螺栓老化状态良好,尚未发生变形、裂纹等老化失效现象。实践证明该评估方法行之有效,可用于压水堆核电厂部件老化评估工作。

关键词：堆内构件围板螺栓老化评估超声检查

一种油浸式电力变压器纸绝缘老化评估新特征量

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电力自动化设备 2018年第10期38卷 147-152页

作者：郑含博张镱议刘捷丰房加珂广西大学广西电力系统最优化与节能技术重点实验室广西南宁530004 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450052 国网河北省电力公司石家庄供电分公司河北石家庄050000

针对油中糠醛含量随变压器运行时间变化的分散性较大,难以准确评估油浸式变压器纸绝缘老化状态的不足,对甲醇、乙醇等低分子醇作为变压器纸绝缘老化评估新特征量进行了理论分析与实验研究。对绝缘纸的老化机理以及化学键断裂进行分析,... 详细信息

针对油中糠醛含量随变压器运行时间变化的分散性较大,难以准确评估油浸式变压器纸绝缘老化状态的不足,对甲醇、乙醇等低分子醇作为变压器纸绝缘老化评估新特征量进行了理论分析与实验研究。对绝缘纸的老化机理以及化学键断裂进行分析,从理论上探究甲醇、乙醇等低分子醇的产生原理及主要生成途径。采用气相色谱-质谱联用法对现场2台老旧变压器绝缘油样品中的甲醇、乙醇及糠醛含量进行了测定。实验结果表明,2组样品中均未检测到糠醛,但却检测到数量可观的乙醇。进一步地,对现场2台刚投运变压器的检测结果对比分析,分析结果揭示了乙醇可以作为一种有效表征变压器绝缘纸老化的新特征量,且比糠醛特征量相比更为有效。

关键词：油浸式变压器纸绝缘老化评估乙醇低分子醇

换油对变压器油中糠醛含量和绝缘纸老化评估的影响及修正

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电工技术学报 2017年第13期32卷 255-263页

作者：林元棣廖瑞金张镱议柳海滨输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044 广西大学广西电力系统最优化与节能技术重点实验室南宁530004

为研究现场变压器换油后油中糠醛的变化规律及换油对使用油中糠醛评估绝缘纸老化的影响,在实验室对油纸绝缘样品进行130℃加速热老化,在老化的前、中、后期分别换油,对比换油前、后油中糠醛的含量。结果表明,换油后,油中糠醛大量损失;... 详细信息

为研究现场变压器换油后油中糠醛的变化规律及换油对使用油中糠醛评估绝缘纸老化的影响,在实验室对油纸绝缘样品进行130℃加速热老化,在老化的前、中、后期分别换油,对比换油前、后油中糠醛的含量。结果表明,换油后,油中糠醛大量损失;换油前、后油中糠醛含量的差值随老化时间的加长而逐渐减小;不考虑换油,直接使用油中糠醛评估绝缘纸老化会使评估结果偏高,误差在换油后初期尤其显著。定义在相同的老化时间换油后与换油前油中糠醛的比例为修正函数,研究了修正函数的变化规律,并用其对换油后油中糠醛进行修正。结果表明,使用修正函数可以有效改善换油后绝缘纸老化程度的评估效果。研究了修正函数向现场运行温度推广的方法,以利于现场变压器换油后的糠醛修正。

关键词：变压器油纸绝缘老化评估糠醛分析换油

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复合绝缘子硅橡胶伞裙老化状态评估方法综述

电瓷避雷器 2022年第2期 139-145,152页

作者：曾磊磊张宇曾鑫李唐兵邓志斌王鹏万华徐碧川刘玉婷童超童涛徐倩国网江西省电力有限公司电力科学研究院南昌330096 国网浙江省电力有限公司湖州供电公司浙江湖州313000 国网江西省电力有限公司南昌330077

随着复合绝缘子运行数量和时间的增加,并长期承受电场、机械负荷和复杂多变的环境作用,其硅橡胶伞裙的老化问题日益突出,威胁了电网的安全稳定运行。结合笔者的研究成果,从传统和新的老化评估方法两个方面,综述了当前复合绝缘子硅橡胶... 详细信息

随着复合绝缘子运行数量和时间的增加,并长期承受电场、机械负荷和复杂多变的环境作用,其硅橡胶伞裙的老化问题日益突出,威胁了电网的安全稳定运行。结合笔者的研究成果,从传统和新的老化评估方法两个方面,综述了当前复合绝缘子硅橡胶伞裙的老化评估进展。传统方法包括外观检查、喷水分级法、静态接触角法及红外热像法等。这些方法比较简便、直观,但主要涉及复合绝缘子老化引起的外在表现,无法提出材料老化的量化参数。老化评估新方法包括扫描电子显微镜、热重分析、傅里叶红外光谱以及热刺激电流法等。这些新方法主要研究了硅橡胶伞裙老化过程中的微观形貌、组分质量、化学基团以及陷阱参数的变化,每种新方法均有对应的量化参数,使复合绝缘子硅橡胶伞裙老化评估的量化分析与寿命预测成为可能,将是今后的重点研究方向。

关键词：复合绝缘子硅橡胶伞裙老化评估热刺激电流

基于磁场和阻抗谱的燃料电池故障检测及老化评估

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基于磁场和阻抗谱的燃料电池故障检测及老化评估

作者：黄平西南交通大学

学位级别：硕士

“碳达峰、碳中和”大背景下,寻求一种清洁高效的可再生能源势在必行。质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)作为一种将氢能转化成电能的转换装置,因其高效、清洁的优点在许多领域受到了广泛关注。其中,机车... 详细信息

“碳达峰、碳中和”大背景下,寻求一种清洁高效的可再生能源势在必行。质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)作为一种将氢能转化成电能的转换装置,因其高效、清洁的优点在许多领域受到了广泛关注。其中,机车的推广应用成为绿色、低碳轨道交通发展的重要方向。然而,如何确保主动力源PEMFC安全可靠运行是氢能燃料电池机车推广应用亟待突破的科学难题。稳定性和耐久性是重点需要解决的难题。其中,为保证稳定性需快速检测PEMFC在短期运行产生的故障,为保证耐久性需准确评估PEMFC在长期运行导致的性能老化。因此,适当的故障检测和老化评估方法不可或缺。本文将从以下几方面开展研究:(1)分析了国内外的现有的PEMFC故障检测工具和老化评估方法,选用了适当的检测工具,并将其应用于PEMFC的实时故障检测。探究了PEMFC的老化评估方法,并将其应用于PEMFC简化的机车工况下的老化评估。(2)介绍了所使用PEMFC的结构和运行原理以及所使用的燃料电池测试系统,包括PEMFC电堆、燃料电池测试台、阻抗谱分析仪及磁场测量阵列,为故障检测和老化评估提供实验支撑。(3)针对动态工况下PEMFC在线检测困难问题,考虑在简化的机车运行工况条件下,以5k W PEMFC电堆为研究对象,依据实验获取的单片电池电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)、电压和电堆湿度数据,基于Biot-Savart定律,探究基于EIS离线评估与基于磁场非侵入式在线评估PEMFC电堆健康状态间的映射关系,以实现基于磁场非侵入式在线PEMFC故障检测。通过实验验证在动态工况下基于磁场在线检测PEMFC故障的有效性。(4)针对动态工况下PEMFC老化评估困难问题,以5k W PEMFC电堆为研究对象,设计了机车运行工况下循环老化实验,依据极化曲线初步评估电堆老化特性;为进一步分析PEMFC电堆内部的老化特性,基于EIS建立了3阶RQ等效电路模型,利用等效电路模型参数分析电堆内部不同部件的老化特性;为深入分析PEMFC电堆内部的老化特性,利用弛豫时间分布(Distribution of Relaxation Time,DRT)方法探究老化过程中不同极化过程的变化趋势。通过实验验证极化曲线、等效电路模型方法、DRT方法评估PEMFC老化的有效性。

关键词：质子交换膜燃料电池故障检测老化评估磁场电化学阻抗谱

基于等温松弛电流法和活化能法的110kV XLPE电缆老化状态评估

同方学位论文库评论

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高电压技术 2016年第8期42卷 2372-2381页

作者：刘刚金尚儿梁子鹏黄嘉盛刘斯亮吴亮华南理工大学电力学院广东省绿色能源技术重点实验室广州510640 国网江西省电力公司南昌供电分公司南昌330012 广州供电局有限公司输电所广州510310

为准确判断110 k V交联聚乙烯(XLPE)电缆的老化状况,引入了等温松弛电流(isothermal relaxation current,IRC)法和活化能(activation energy,AE)法,讨论了老化因子、活化能与电缆老化状态之间的关系。结果表明:老化后电缆老化因子比未... 详细信息

为准确判断110 k V交联聚乙烯(XLPE)电缆的老化状况,引入了等温松弛电流(isothermal relaxation current,IRC)法和活化能(activation energy,AE)法,讨论了老化因子、活化能与电缆老化状态之间的关系。结果表明:老化后电缆老化因子比未老化电缆大0.348,活化能整体降低;运行25 a电缆的老化因子比运行14 a电缆的老化因子大0.327,活化能小15.05 k J/mol,剩余寿命小30.6 a;内部陷阱增多、加深和化学键的解裂是电缆老化的主要微观表现;不同厂家生产电缆的配料体系和生产工艺存在一定的差异,致使交联聚乙烯分子间的化学结构改变而改变电缆的活化能,但不影响电缆老化的评估方式。采用等温松弛电流法和活化能法从微观方面评估电缆老化状态具有准确性和有效性,评估结果与预期符合,从电气性能和化学性能为XLPE电缆老化状态评估提供了一种有效的方法,可指导电缆和电网的维修、规划工作。

关键词： 110 kV XLPE电缆老化评估逐级耐压等温松弛电流老化因子活化能老化机理

电机定子绝缘频域介电谱解析与老化评估方法研究

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电气工程学报 2021年第2期16卷 86-92页

作者：石颉赵德宇苏州科技大学电子与信息工程学院苏州215009

为利用频域介电谱对发电机定子绝缘进行老化状态评估,提出了频谱解析策略及老化评估方法,并设计加速老化试验进行了验证。通过复介电常数实部与角频率的偏导曲线判断测试频段内的极化弛豫数量,并对高频段数据进行拟合分析,将拟合结果进... 详细信息

为利用频域介电谱对发电机定子绝缘进行老化状态评估,提出了频谱解析策略及老化评估方法,并设计加速老化试验进行了验证。通过复介电常数实部与角频率的偏导曲线判断测试频段内的极化弛豫数量,并对高频段数据进行拟合分析,将拟合结果进行推广到全频段,并利用统计检验确保了拟合结果与原始数据的一致性,实现了频谱弛豫极化损耗与电导损耗的分离。利用傅里叶逆变换实现了频域极化电流到时域极化电流的转换,研究了转换之后的电流幅值随老化程度的变化规律。结果表明,所提出的频谱解析策略具备可行性与有效性,获取的时域极化电流幅值与直流电导率对老化状态具有较高敏感度,可以应用于定子绝缘的老化状态评估。

关键词：发电机定子绝缘频谱解析策略介电弛豫模型傅里叶逆变换老化评估

温度、水分、老化对变压器油中糠醛及绝缘纸老化评估的影响和修正

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中国电机工程学报 2017年第10期37卷 3037-3044页

作者：廖瑞金林元棣杨丽君赵学童输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)

为修正温度、水分和老化对变压器油中糠醛含量和绝缘纸老化评估的影响,该文在实验室条件下进行了加速热老化、吸潮和恒温平衡实验,制备出3种温度、4种老化程度和5种含水量组合的60组油纸绝缘样品。分别检测油、纸中的糠醛含量,计算糠醛... 详细信息

为修正温度、水分和老化对变压器油中糠醛含量和绝缘纸老化评估的影响,该文在实验室条件下进行了加速热老化、吸潮和恒温平衡实验,制备出3种温度、4种老化程度和5种含水量组合的60组油纸绝缘样品。分别检测油、纸中的糠醛含量,计算糠醛在油纸间的分布比例,分析了温度、水分和老化对油中糠醛分布的影响并建立定量模型。研究结果表明,运行温度、绝缘含水量、老化程度的差别均会改变糠醛在油纸间的分布比例,导致油中糠醛含量的变化。油中糠醛比例与温度、水分含量正相关,与绝缘纸聚合度负相关。此外,建立了糠醛–聚合度方程,引入油中糠醛分布定量模型,结果表明该模型能够有效修正糠醛分布对绝缘纸老化评估的干扰,提高绝缘纸老化评估的准确性。

关键词：糠醛油纸绝缘老化评估变压器聚合度

基于扩展对数微分谱参量的XLPE电缆绝缘老化状态评估研究

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基于扩展对数微分谱参量的XLPE电缆绝缘老化状态评估研究

作者：赵晰晰广西大学

学位级别：硕士

交联聚乙烯（XLPE）电缆被广泛用于高压输配电系统中并承担电能输送的任务,其老化状态是影响电缆绝缘性能、运行风险的关键因素。因此研究XLPE电缆绝缘的老化特性并准确评估其老化状态,是保障电力系统安全可靠运行的重要一环。与现有电... 详细信息

交联聚乙烯（XLPE）电缆被广泛用于高压输配电系统中并承担电能输送的任务,其老化状态是影响电缆绝缘性能、运行风险的关键因素。因此研究XLPE电缆绝缘的老化特性并准确评估其老化状态,是保障电力系统安全可靠运行的重要一环。与现有电缆老化评估方法相比,介电响应法是一种能够有效实现对电缆老化状态定量评估的新型检测技术。鉴于频域介电谱（FDS）技术具有无损检测、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于XLPE电缆的现场评估。然而,FDS中-低频区域的极化信息会被直流电导分量所覆盖,严重制约了基于FDS技术评估XLPE电缆绝缘老化状态的准确性。因此,提取FDS曲线中可有效表征XLPE电缆绝缘老化状态的特征参量,进而定量评估XLPE电缆老化程度,是业内亟需解决的关键难题。鉴于此,本文通过在实验室开展XLPE电缆加速热老化实验,制备不同老化时间/温度下的XLPE电缆样品并测试其FDS及断裂伸长率;其次通过深入分析XLPE电缆绝缘老化状态对介电频域响应特性及断裂伸长率的影响规律,提取了可用于表征绝缘极化信息的扩展对数微分谱参量;最后建立了扩展对数微分谱参量与XLPE电缆绝缘老化状态的定量关系。论文的主要研究内容如下:（1）为提取可有效表征XLPE电缆绝缘老化状态的特征参量,本文提出了一种基于扩展对数微分谱（ELS）提取介电频率响应松弛极化信息的方法。首先,基于对FDS曲线的微观机理分析,提出以不受绝缘几何形状影响的介质损耗因数为老化信息载体,并基于ELS提取仅包含介电频率响应过程中极化分量的复极化率数学表达式;其次,在深入分析老化时间及老化温度对XLPE电缆样品复极化率影响规律的基础之上,提出了基于弛豫峰分析的扩展对数微分谱参量提取方法;最后,借助多元回归分析建立了不同老化时间/温度与上述参量间的定量关系;（2）为解决断裂伸长率实验因具有破坏性而无法实现对XLPE电缆老化状态的无损评估这一问题,本文建立了扩展对数微分谱参量与断裂伸长保留率的量化关系模型。在当前工作中,首先通过加速热老化实验制备具有不同老化程度的XLPE电缆样品;其次依据断裂伸长保留率划分所制备样品的老化程度;最后研究分析了断裂伸长保留率与扩展对数微分谱参量间的量化关系,并基于多元回归分析建立了基于扩展对数微分谱参量的XLPE绝缘老化评估模型,实现对XLPE电缆老化程度的无损定量分析;（3）为验证扩展对数微分谱参量表征XLPE电缆绝缘老化状态的准确性与可行性,通过新制备XLPE电缆样品进行验证实验,结果表明:扩展对数微分谱参量对XLPE电缆样品老化时间及老化温度表征的准确度分别达到99.17%及99.24%;此外,讨论了所建立基于扩展对数微分谱参量的XLPE绝缘老化评估模型对XLPE电缆绝缘老化程度表征效果的准确性与可行性,结果表明:基于扩展对数微分谱参量的XLPE绝缘老化评估模型对两个具有不同老化程度的新XLPE样品的断裂伸长保留率计算结果准确度达到99.25%及96.63%。本文研究工作提供了一种基于扩展对数微分谱的介电频率响应松弛极化信息提取方法,可有效表征XLPE电缆绝缘老化效应,为实现基于FDS技术的XLPE电缆绝缘老化程度评估提供了新思路,为完善基于FDS技术的电介质绝缘老化状态分析方法提供新的理论基础。

关键词：交联聚乙烯电缆绝缘老化频域介电谱极化信息扩展对数微分谱参量老化评估