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环氧树脂在湿热环境中的老化特性与失效机理

高压电器 2022年第6期58卷 87-92页

作者：李光茂杜钢周鸿铃杨杰庞志开陈璐广东电网有限责任公司广州供电局广州510420

环氧树脂在湿热环境下易吸水进而导致材料性能劣化,为了研究环氧树脂在湿热环境中的吸水特性与失效机理,文中对环氧树脂进行了湿热老化实验。实验结果表明,环氧树脂的吸水满足LangmuirEXT1等温吸附模型,饱和吸水率与温度成二次函数关系... 详细信息

环氧树脂在湿热环境下易吸水进而导致材料性能劣化,为了研究环氧树脂在湿热环境中的吸水特性与失效机理,文中对环氧树脂进行了湿热老化实验。实验结果表明,环氧树脂的吸水满足LangmuirEXT1等温吸附模型,饱和吸水率与温度成二次函数关系。环氧树脂吸水老化后,在微观层面,表面与切面出现很多微孔隙,孔隙数量与体积和老化温度成正相关;在宏观层面,老化后体积电阻率快速下降,而相对介电常数与介质损耗角增大,有低频色散现象。出现微小孔隙后,水分就会通过呼吸作用大量进入材料内部,内部孔隙的存在也会给水分提供存储空间,吸水量进一步增大,介电特性和击穿强度也随着劣化,最终导致材料失效。

关键词：环氧树脂湿热老化吸水特性老化特性失效机理

驱动时间对电磁斥力机构效率及传动系统结构应力影响研究

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高压电器 2022年第9期58卷 78-84,93页

作者：刘俊翔彭和平莫文雄王勇广东电网有限责任公司广州供电局广州510630

电磁斥力的驱动时间关系到电磁斥力机构的驱动效率及所受冲击应力大小,该文提出优化电磁斥力驱动时间的研究思路,分别建立了线圈—盘式电磁斥力机构的有限元仿真模型及柔性体仿真模型,在输入能量一定的前提下,通过改变电容容量及其充电... 详细信息

电磁斥力的驱动时间关系到电磁斥力机构的驱动效率及所受冲击应力大小,该文提出优化电磁斥力驱动时间的研究思路,分别建立了线圈—盘式电磁斥力机构的有限元仿真模型及柔性体仿真模型,在输入能量一定的前提下,通过改变电容容量及其充电电压值来调整电磁斥力驱动时间,在此基础上研究其对电磁斥力机构驱动效果、运动过程及结构应力的影响。研究表明:在保证快速机械开关能够有效开断的范围内,充电电容越大,电磁斥力脉宽越大峰值越小,驱动时间越长,电磁斥力机构驱动效率越高,斥力盘内结构应力峰值越小,但缓冲装置所受冲击也越大。针对电磁斥力机构驱动回路参数设计,提出选取分闸电容容量为可有效开断的电容范围中间值的驱动时间优化方案。

关键词：断路器电磁斥力机构驱动时间驱动效率结构应力

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湿热环境下密封橡胶的老化特性研究

高压电器 2022年第6期58卷 112-120页

作者：杜钢李光茂周鸿铃李晓庞志开广东电网有限责任公司广州供电局广州510420

电力设备中的密封材料在湿热环境中容易因老化而性能下降,由此导致的密封失效会严重影响电力设备的安全稳定运行。为研究湿热环境下密封材料的老化特性,文中选取油封和气封常用的丁腈橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶进行湿热老化实验。对老... 详细信息

电力设备中的密封材料在湿热环境中容易因老化而性能下降,由此导致的密封失效会严重影响电力设备的安全稳定运行。为研究湿热环境下密封材料的老化特性,文中选取油封和气封常用的丁腈橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶进行湿热老化实验。对老化过程中密封材料的力学性能变化进行测试和分析,并利用傅里叶红外光谱、热分析仪、扫描电镜等工具对未老化和湿热老化后的密封材料进行了分析。通过试验得出结论:丁腈橡胶在湿热老化中出现填料的迁移挥发,氟橡胶、三元乙丙橡胶在湿热环境中则以吸湿增重为主;通过压缩永久变形率的变化,说明了氟橡胶容易受到外界应力的影响而出现较大的永久形变;湿热老化后丁腈橡胶和氟橡胶的拉断伸长率显著下降,而三元乙丙橡胶则体现出稳定的力学性能;三种橡胶在湿热老化中都以水解和交联为主,其中丁腈橡胶化学结构和组分变化受湿热老化影响较大,三元乙丙橡胶的化学结构、微观形貌和组分在湿热老化中最稳定,抗湿热老化性能最好。

关键词：密封材料湿热老化丁腈橡胶氟橡胶三元乙丙橡胶

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湿热老化对电抗器匝间过电压耐受特性的影响

高压电器 2022年第6期58卷 98-103页

作者：李光茂李晓杜钢周鸿铃庞志开杨杰广东电网有限责任公司广州供电局广州510420

在干式空心电抗器的服役过程当中,水分有可能会大量地侵入包封并造成包封内绝缘的严重湿热老化而发生电抗器事故。但是目前对电抗器湿热老化并最终导致起火故障的详细过程和机理没有进行深入研究。由于湿热老化材料耐击穿性能下降,匝间... 详细信息

在干式空心电抗器的服役过程当中,水分有可能会大量地侵入包封并造成包封内绝缘的严重湿热老化而发生电抗器事故。但是目前对电抗器湿热老化并最终导致起火故障的详细过程和机理没有进行深入研究。由于湿热老化材料耐击穿性能下降,匝间绝缘在过电压的作用下有可能被击穿形成永久的匝间短路通路而发生故障,文中探讨这种短路故障发生的可能性,研究匝间过电压对匝间绝缘的影响。首先分析电抗器端口可能出现的最大过电压,然后利用链形回路计算电抗器在运行过程中可能遭受的最大匝间过电压,最后利用只包含两匝线圈的简易电抗器模型研究匝间过电压造成匝间绝缘故障的风险;结果表明:虽然电抗器在遭受过电压冲击时匝间绝缘有可能承受较大的过电压,但即使匝间绝缘已老化严重,过电压也不易将匝间绝缘击穿造成短路故障。

关键词：干式空心电抗器湿热老化匝间过电压匝间绝缘

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湿热环境下电场作用对碳钢腐蚀行为的影响

高压电器 2022年第6期58卷 144-149,156页

作者：李光茂杜钢王勇庞志开周鸿铃杨杰范伟男广东电网有限责任公司广州供电局广州510420

采用腐蚀产物形貌结构分析方法(SEM、EDS、XRD)以及电化学测试方法,研究了在模拟高温高湿环境下腐蚀时间以及外加不同强度直流电场对电力杆塔用碳钢腐蚀行为、腐蚀产物以及形貌结构的影响。结果表明,随着腐蚀时间的延长,碳钢表面的腐蚀... 详细信息

采用腐蚀产物形貌结构分析方法(SEM、EDS、XRD)以及电化学测试方法,研究了在模拟高温高湿环境下腐蚀时间以及外加不同强度直流电场对电力杆塔用碳钢腐蚀行为、腐蚀产物以及形貌结构的影响。结果表明,随着腐蚀时间的延长,碳钢表面的腐蚀产物不断发生变化,腐蚀最初期的腐蚀产物以棉球状α-FeOOH为主,逐渐发展变化为片状的γ-FeOOH和尖晶长条状的Fe3O4,导致表面的腐蚀产物致密性相比腐蚀初期大大减小,对内部基底的保护作用减弱。而电场的存在则会在腐蚀时间作用的基础上进一步抑制α-FeOOH的生成、加速γ-FeOOH的生长,同时电场强度越大形成的γ-FeOOH的形貌结构越疏松分散,致密性越差,从而进一步加速腐蚀往深层次的进行。

关键词：碳钢直流电场腐蚀行为电化学测试

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高频电场对高温硫化硅橡胶介电性能的影响

高压电器 2022年第6期58卷 40-49页

作者：李光茂周鸿铃杨森郑服利王勇杜钢广东电网有限责任公司广州供电局广州510420

为了研究复合绝缘子硅橡胶在高频电场下的老化机理,文中搭建了高频电老化试验平台,研究了高频电场对高温硫化硅橡胶老化后微观性能的影响,结果表明:高频电老化使硅橡胶表面出现孔洞和大量裂纹,部分填料分解、流失,羟基含量先降后增,但... 详细信息

为了研究复合绝缘子硅橡胶在高频电场下的老化机理,文中搭建了高频电老化试验平台,研究了高频电场对高温硫化硅橡胶老化后微观性能的影响,结果表明:高频电老化使硅橡胶表面出现孔洞和大量裂纹,部分填料分解、流失,羟基含量先降后增,但最终仍低于未老化试样,造成界面静态介电极化率降低,削弱了界面极化强度;热解第3阶段失重量随电老化时间增加,说明PDMS分子长链断裂,极性基团数目增加,偶极子极化率和极化强度增大;此外,硅橡胶介电常数和介电损耗随老化时间增大,并在144 h出现明显的介质损耗峰。通过修正Cole-Cole模型,将介电频谱曲线划分为3个驰豫过程和2个电导过程,其变化规律在SEM分析、红外光谱分析和TG分析中得到印证,并提出可用来定量评估硅橡胶高频电老化状态的参量—偶极子静态介电极化率。文中提出了一种新的人工加速老化方法,并探讨了其介电性能的变化趋势,从中提取新的老化状态评估参量,可为进一步探索高频电老化机理和老化效率提供理论参考。

关键词：高温硫化硅橡胶老化机理理化特性热解特性介电特性

湿热环境异常发热复合绝缘子电热耦合仿真分析

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高压电器 2022年第6期58卷 31-39,49页

作者：刘宇李光茂朱晨杨森周鸿铃莫文雄广东电网有限责任公司广州供电局广州510420

复合绝缘子运行中异常发热现象频发,其中老化与表面污秽是导致发热的主要原因。文中采用有限元多物理场仿真,结合实测获得的材料参数,分别建立了正常运行、湿热老化、局部涂污及整体涂污等4种典型工况下的复合绝缘子仿真模型,根据湿热... 详细信息

复合绝缘子运行中异常发热现象频发,其中老化与表面污秽是导致发热的主要原因。文中采用有限元多物理场仿真,结合实测获得的材料参数,分别建立了正常运行、湿热老化、局部涂污及整体涂污等4种典型工况下的复合绝缘子仿真模型,根据湿热老化以及表面污秽的不同发热特征,分别建立静电、电流场两种模型。通过电场计算分析发现:湿热老化后复合绝缘子沿面电场增大、界面电场降低;局部涂污复合绝缘子在涂污处电场稍微下降;整体涂污复合绝缘子由于沿面电流增大造成电场畸变严重。通过以电介质损耗为接口的耦合热场以及电流场⁃热场耦合的电热联合仿真与试验结果对比发现:正常与局部涂污复合绝缘子基本无温升;湿热老化与整体涂污复合绝缘子温升明显,但温度梯度方向相反。仿真计算所得绝缘子最大温升位置与试验结果相同,试验结果与仿真计算结果基本吻合。

关键词：复合绝缘子湿热老化污秽多物理场仿真异常发热

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屏蔽环境对讲通信覆盖范围拓展应用研究

电波科学学报 2017年第4期32卷 467-473页

作者：蔡耀广余勇曹小冬刘智聪郭泽豪广东电网有限责任公司佛山供电局佛山528000

提出了一种快速、有效解决高大建筑物形成的重度屏蔽环境内的对讲机通信信号覆盖的解决方案.该方案使用中继台作为移动无线中继子系统,实现对讲机信号的放大,最终达到延伸覆盖距离的目的.仿真结果表明:在负一层接入中转台后,两级级联的... 详细信息

提出了一种快速、有效解决高大建筑物形成的重度屏蔽环境内的对讲机通信信号覆盖的解决方案.该方案使用中继台作为移动无线中继子系统,实现对讲机信号的放大,最终达到延伸覆盖距离的目的.仿真结果表明:在负一层接入中转台后,两级级联的无线中继子系统可将对讲机的通信距离有效延伸至地下二、三层.测试结果表明,除个别点外,仿真结果和测试数据吻合得很好.本文研究实现了无需现场工程施工、快速部署、便捷使用、扩展覆盖的目标,为电力维护通信提供了有效的保证.

关键词：对讲通信中继屏蔽环境射线追踪电力维护

基于自适应虚拟阻抗的交流微电网无功功率—电压控制策略

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电力系统自动化 2017年第5期41卷 16-21,133页

作者：刘尧林超陈滔李建标陈子儒广东电网有限责任公司珠海供电局广东省珠海市519000

微电网作为分布式电源的有效载体,是分布式能源合理利用的有效途径。而在微电网中,由于物理线路阻抗不匹配等因素的影响,传统的下垂控制难以合理分配无功功率。为了改善无功分配的精度,提出一种基于自适应虚拟阻抗的微电网无功功率—电... 详细信息

微电网作为分布式电源的有效载体,是分布式能源合理利用的有效途径。而在微电网中,由于物理线路阻抗不匹配等因素的影响,传统的下垂控制难以合理分配无功功率。为了改善无功分配的精度,提出一种基于自适应虚拟阻抗的微电网无功功率—电压控制策略。该方案在传统的虚拟阻抗基础上叠加自适应项,从而修改电压参考值;同时,通过电压恢复机制来补偿由此造成的输出电压的降低。仿真和实验结果实现了负荷有功和无功功率的合理均分,从而验证了所提控制策略的可行性和有效性。

关键词：微电网(微网) 分布式能源自适应虚拟阻抗无功分配电压恢复机制