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换油条件下变压器油纸绝缘老化寿命评估研究

高电压技术 2020年第5期46卷 1750-1758页

作者：刘骥吕佳璐张明泽贾海峰聂洪岩魏新劳哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学电介质工程国家重点实验室培育基地哈尔滨150080

绝缘油作为变压器油纸绝缘的重要组成部分,其绝缘性能对油纸绝缘有重要影响,变压器通过定期换油清除油中杂质以提高其绝缘性能。为探索换油周期对变压器热老化寿命变化规律的影响,对不同换油周期的变压器油纸绝缘XY模型进行130℃下加速... 详细信息

绝缘油作为变压器油纸绝缘的重要组成部分,其绝缘性能对油纸绝缘有重要影响,变压器通过定期换油清除油中杂质以提高其绝缘性能。为探索换油周期对变压器热老化寿命变化规律的影响,对不同换油周期的变压器油纸绝缘XY模型进行130℃下加速热老化试验,并在第15 d、30 d、45 d、60 d时进行换油前后模型变温介电谱测试、绝缘纸板聚合度测试、绝缘油酸值测试等试验。通过对换油后0.01~100 Hz频率段变温介质损耗曲线的绝缘油活化能与绝缘纸板活化能关系进行分析,提出了一种基于换油后中频段介电谱绝缘纸板活化能计算方法。通过上述计算方法构建老化平移因子,然后结合老化平移因子与二阶动力学模型构建不同换油周期、不同温度下的油纸绝缘结构寿命预测关系式。结果表明:随着换油周期的缩短,油纸绝缘寿命逐渐增加;根据提出的方法得到的油纸绝缘寿命预测结果与实际情况相符,验证了方法的有效性。

关键词： XY模型油纸绝缘换油周期二阶动力学模型寿命预测活化能

基于Wiener模型的变压器油纸绝缘老化剩余寿命评估方法

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电工技术学报 2018年第21期33卷 5098-5108页

作者：张明泽刘骥陈昕廖俐琳陈庆国哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室哈尔滨150080 电介质工程国家重点实验室培育基地(哈尔滨理工大学) 哈尔滨150080

变压器的稳定安全运行是电网可靠供电的重要保证,为合理预测实际运行单台变压器油纸绝缘的剩余使用寿命,提供一种单台变压器油纸绝缘系统剩余使用寿命的预测方法。首先以Wiener随机模型为理论基础,建立其剩余概率密度函数方程;其次利用B... 详细信息

变压器的稳定安全运行是电网可靠供电的重要保证,为合理预测实际运行单台变压器油纸绝缘的剩余使用寿命,提供一种单台变压器油纸绝缘系统剩余使用寿命的预测方法。首先以Wiener随机模型为理论基础,建立其剩余概率密度函数方程;其次利用Bayesian定则对参数进行迭代更新处理,并采用最大期望算法,实现剩余寿命预测模型参数迭代更新,最终达到剩余寿命预测的目的。为进一步验证上述剩余寿命预测方法的准确性,在实验室中进行130℃加速热老化试验,分别获得老化温度下的油中糠醛退化数据及绝缘纸板聚合度退化数据,将退化数据与上述算法相结合,对比实测油纸绝缘剩余寿命的结果,验证了所提算法预测变压器油浸纸板剩余寿命的准确性。

关键词：油纸绝缘 Wiener 模型 Bayesian 方法最大期望算法剩余寿命预测

基于蒙特卡洛法的喷管中强非均匀性介质辐射换热问题求解加速策略

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固体火箭技术 2024年第4期47卷 537-546页

作者：肖舰高包海任亚涛何明键齐宏哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学空天热物理工业和信息化部重点实验室哈尔滨150001

固体火箭发动机喷管内的辐射换热不可忽视,使用传统蒙特卡洛法模拟效率低下,而现有蒙特卡洛法加速策略研究多局限于辐射物性跨越1个数量级的情况,这与实际喷管中的强非均匀性特点不符。因此,辐射物性跨越2~3个数量级时,以零碰撞蒙特卡... 详细信息

固体火箭发动机喷管内的辐射换热不可忽视,使用传统蒙特卡洛法模拟效率低下,而现有蒙特卡洛法加速策略研究多局限于辐射物性跨越1个数量级的情况,这与实际喷管中的强非均匀性特点不符。因此,辐射物性跨越2~3个数量级时,以零碰撞蒙特卡洛法为基准,对加权零碰撞蒙特卡洛法和分解蒙特卡洛法两种加速策略进行比较探究,分别考察了灰介质立方体、非灰介质圆柱体算例。结果表明:加权零碰撞蒙特卡洛法在零碰撞衰减系数取全局最大值的60%以上、分解蒙特卡洛法在控制介质辐射物性取全局最大值的3%以内时,二者均可在保证计算精度的前提下缩减计算用时;相较分解蒙特卡洛法,加权零碰撞蒙特卡洛法的加速性能更好,其在非灰算例中的效率提升最高可达14%。此外,还提出了一种改进的轴对称网格定位方法,在几种典型路径中计算用时可缩减43%以上。

关键词：固体火箭发动机喷管辐射换热强非均匀性介质蒙特卡洛法

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基于分形理论的微间隙空气放电

物理学报 2021年第20期70卷 193-205页

作者：赵大帅孙志孙兴孙怀得韩柏哈尔滨理工大学电气与电子工程学院电介质工程国家重点实验室培育基地哈尔滨150080

微间隙放电是放电间距和电极尺寸均在亚毫米及以下量级的气体放电形式.为研究微米间隙放电起始路径及放电过程中粒子密度的变化机理与规律,本文搭建了大气压下微间隙空气放电实验及放电图像采集装置,采用COMSOL仿真软件对微间隙空气放... 详细信息

微间隙放电是放电间距和电极尺寸均在亚毫米及以下量级的气体放电形式.为研究微米间隙放电起始路径及放电过程中粒子密度的变化机理与规律,本文搭建了大气压下微间隙空气放电实验及放电图像采集装置,采用COMSOL仿真软件对微间隙空气放电过程中的电子密度、空间电荷分布进行模拟,并使用MATLAB软件计算微间隙放电的分形维数与概率发展指数.实验研究在大气压室温下、间隙距离为50—150μm时,针尖施加正极性直流电压的空气放电现象.实验发现,放电通道存在曲折段,放电过程中分叉数比长间隙情况少,原因为放电机制以汤森理论为主,流注理论为辅,存在弱流注形式,放电通道呈曲折和分支状,但分叉数较少,曲折度较低.使用COMSOL模拟得出,在阴极形成鞘层,阴极电场畸变为原来的3—8倍,放电过程中电子密度最高达到2.17×10^(21) m^(–3).使用分形理论仿真来模拟微间隙放电,发现分形维数与电压和间隙距离成正比;当概率发展指数h=1.18—1.3时,模拟放电过程的分形维数与实验较接近.本工作为进一步探索亚微米-纳米间隙的放电情况打下了基础.

关键词：微间隙放电分形空间电荷概率发展指数

纳米SiO2/环氧树脂复合材料介电性与纳米粒子分散性关系

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物理学报 2016年第24期65卷 192-199页

作者：高铭泽张沛红哈尔滨理工大学电气与电子工程学院电介质工程国家重点实验室培育基地哈尔滨150080

利用硅烷偶联剂改性纳米SiO_2,制得改性纳米SiO_2分散液和改性纳米SiO_2颗粒.分别利用"机械法"和"气泡法"制备纳米SiO_2含量为2 wt%,3 wt%,4 wt%,5 wt%和6 wt%的未改性纳米SiO_2复合环氧树脂和改性纳米SiO_2复合环氧树脂,测试了复合环... 详细信息

利用硅烷偶联剂改性纳米SiO_2,制得改性纳米SiO_2分散液和改性纳米SiO_2颗粒.分别利用"机械法"和"气泡法"制备纳米SiO_2含量为2 wt%,3 wt%,4 wt%,5 wt%和6 wt%的未改性纳米SiO_2复合环氧树脂和改性纳米SiO_2复合环氧树脂,测试了复合环氧树脂的击穿特性和耐电晕特性.测试结果表明,复合环氧树脂的击穿场强和耐电晕性随纳米SiO_2含量的增加而增加,击穿场强在5 wt%纳米SiO_2含量时达到最大值,"气泡法"制备的改性纳米SiO_2复合环氧树脂的击穿场强和耐电晕性优于所制备的其他复合环氧树脂.以5 wt%纳米SiO_2含量复合环氧树脂为例,通过森下氏分散指数(Morisita’s index)方法对复合环氧树脂中纳米SiO_2的分散性进行定量表征,得出"气泡法"制得的纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的分散性优于"机械法"制备的复合材料.研究发现纳米SiO_2在环氧树脂基体中分散性越好,复合材料的击穿特性和耐电晕性越好.

关键词：纳米SiO2/环氧树脂复合物分散性定量表征介电性

纳米碳化硅/硅橡胶复合物非线性电导特性研究

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物理学报 2014年第21期63卷 356-363页

作者：王飞风张沛红高铭泽哈尔滨理工大学电气与电子工程学院电介质工程国家重点实验室培育基地哈尔滨150080

将纳米碳化硅填加到硅橡胶中,可以获得具有非线性电导特性的纳米碳化硅/硅橡胶复合物.本文研究了质量分数分别为5 wt%,15 wt%,30 wt%,45 wt%的纳米碳化硅/硅橡胶复合物的非线性电导特性,建立了电导率与场强的函数关系,分析了复合物的非... 详细信息

将纳米碳化硅填加到硅橡胶中,可以获得具有非线性电导特性的纳米碳化硅/硅橡胶复合物.本文研究了质量分数分别为5 wt%,15 wt%,30 wt%,45 wt%的纳米碳化硅/硅橡胶复合物的非线性电导特性,建立了电导率与场强的函数关系,分析了复合物的非线性电导机理,并测试了复合物的介电谱特性和击穿特性.为了探讨非线性碳化硅/硅橡胶复合物应用于电缆终端和复合绝缘子以均匀其电场分布的可能性,应用COMSOL Multiphysics软件,对电缆终端和复合绝缘子中的电场分布进行了仿真分析.仿真结果表明,将纳米碳化硅/硅橡胶复合物应用于电缆终端应力锥的绝缘部分,以及应用于复合绝缘子的端部,可以有效地降低其最大场强.

关键词：纳米碳化硅/硅橡胶复合物非线性电导特性电场仿真

基于热力学模拟的碱激发材料物相演变与耐久性能研究进展

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 725-736页

作者：左义兵廖宜顺杨英姿叶光华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074 国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室武汉科技大学武汉430081 武汉科技大学城市建设学院武汉430065 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 代尔夫特理工大学土木与地球科学学院荷兰代尔夫特2628CN

热力学模拟是研究碱激发材料化学反应的有效方法,对于深入研究和探明碱激发材料物相演变规律与耐久性能具有重要意义。本文从热力学模拟的基本原理出发,介绍了碱激发材料的热力学数据库以及热力学模拟方法,分析和总结了热力学模拟在碱... 详细信息

热力学模拟是研究碱激发材料化学反应的有效方法,对于深入研究和探明碱激发材料物相演变规律与耐久性能具有重要意义。本文从热力学模拟的基本原理出发,介绍了碱激发材料的热力学数据库以及热力学模拟方法,分析和总结了热力学模拟在碱激发材料反应机理、侵蚀性介质作用下物相演变规律、耐久性能和原材料组成设计等研究中的应用进展,指出了现阶段碱激发材料领域热力学模拟研究存在的不足并提出了展望,为基于热力学模拟的碱激发材料研究提供理论指导。

关键词：碱激发材料物相演变耐久性能热力学数据库热力学模拟

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定子主绝缘受潮频域介电参量提取及状态评估

电机与控制学报 2022年第1期26卷 32-38页

作者：刘骥韩英喆赵立胜孔祥清哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨理工大学电介质国家重点实验室培育基地黑龙江哈尔滨150080

针对吸收比等传统电气参数测试结果分散性大、易受外界干扰等问题,提出将频域介电谱技术引入发电机定子主绝缘受潮状态评估过程。对不同老化状态的定子主绝缘样品进行受潮试验,得到不同状态样品的吸收比和介质损耗频域谱。结合灰色关联... 详细信息

针对吸收比等传统电气参数测试结果分散性大、易受外界干扰等问题,提出将频域介电谱技术引入发电机定子主绝缘受潮状态评估过程。对不同老化状态的定子主绝缘样品进行受潮试验,得到不同状态样品的吸收比和介质损耗频域谱。结合灰色关联法,深入分析测试结果,划分四种绝缘受潮状态和四个特征频段,通过特征频段的介损积分值构建标准状态向量组,定性评估绝缘受潮状态;根据介损积分随频率单调递增趋势,定义测试频段介损积分最大值为受潮评估因子,与吸收比建立指数拟合关系,定量评估绝缘受潮状态,引入频温平移因子校正不同测试温度下的介质损耗曲线,并计算活化能,证明该方法的可行性。通过实验室样品验证,为频域介电谱法在环氧-云母复合绝缘状态评估上的应用提供了新思路。

关键词：频域介电谱介损积分因数定子绝缘环氧-云母复合绝缘灰色关联评估法状态评估

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静电力显微镜研究二相材料及其界面介电特性

物理学报 2013年第3期62卷 87-92页

作者：孙志王暄韩柏宋伟张冬郭翔宇雷清泉哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江省电介质工程国家重点实验室培育基地工程电介质及其应用教育部重点实验室哈尔滨150080

利用静电力显微镜(EFM)研究了二相材料不同区域的介电特性.制备了高定向石墨/聚乙烯、云母/聚乙烯等层叠状二相材料复合物,在EFM相位检测模式下观测二相材料过渡界面处,可以发现二相材料中介电常数较大的材料会引起较大的相位滞后角θ... 详细信息

利用静电力显微镜(EFM)研究了二相材料不同区域的介电特性.制备了高定向石墨/聚乙烯、云母/聚乙烯等层叠状二相材料复合物,在EFM相位检测模式下观测二相材料过渡界面处,可以发现二相材料中介电常数较大的材料会引起较大的相位滞后角θ该相位滞后角正切值tan(θ)与探针电压VEFM存在二次函数关系,且函数二次项系数与样品的介电常数存在增函数关系,进而可在微纳米尺度下区分不同微区域内材料的介电常数差异.研究表明EFM可用于对材料介电特性的微纳米尺度测量,这对分析复合材料二相界面区域特性有积极意义.

关键词：静电力显微镜界面介电常数