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低气压直流转换开关开断能力研究

高电压技术 2024年第2期50卷 526-534页

作者：孙珂珂卫亚博吴翊西安交通大学电气工程学院西安710049 平高集团有限公司平顶山467001 平顶山学院平顶山467000

直流转换开关被广泛应用于特高压直流输电工程,用于系统运行方式的切换。其多采用无源自激振荡的技术路线,具有结构简单、性能可靠等优点。该文以直流转换开关为研究对象,通过SF6气体低气压特性分析,结合直流转换开关开断过程灭弧室的... 详细信息

直流转换开关被广泛应用于特高压直流输电工程,用于系统运行方式的切换。其多采用无源自激振荡的技术路线,具有结构简单、性能可靠等优点。该文以直流转换开关为研究对象,通过SF6气体低气压特性分析,结合直流转换开关开断过程灭弧室的气流场仿真分析结果,优化气流通道,设计出适用于低气压环境的大容量开断装置。采用了低频振荡电流法等效直流电源进行直流转换开关的电流转换能力验证,分别在不同电流、不同气体压力时进行电流转换试验。由试验结果可知,随着开断装置充气压力的降低,电流转换的能力下降率达到10%~25%,且燃弧时间较长。通过仿真和试验研究,为低气压条件下直流转换开关的设计和电流转换能力评估奠定了基础。

关键词：低气压直流转换开关气流场电流转换低频振荡

花岗岩劈裂破坏电磁-震动有效信号重构与混沌特征

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1375-1387页

作者：宋大钊童永军邱黎明韦梦菡王满郭明功北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室河南平顶山467036 平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467036

电磁辐射、震动监测技术广泛应用于地下工程动力灾害的监测预警,对地下工程的安全高效开发具重要意义。深入研究电磁-震动信号有助于推动岩体监测预警技术的发展,然而当前电磁辐射和震动信号(电磁-震动)分析主要集中于信号的相关性和时... 详细信息

电磁辐射、震动监测技术广泛应用于地下工程动力灾害的监测预警,对地下工程的安全高效开发具重要意义。深入研究电磁-震动信号有助于推动岩体监测预警技术的发展,然而当前电磁辐射和震动信号(电磁-震动)分析主要集中于信号的相关性和时频特征,对于花岗岩破裂电磁-震动信号的非线性动力特征研究较少,相关特征尚未明确。基于此,利用经验模态信号(EMD)重构和分形理论相结合的方法,分析了花岗岩劈裂破坏电磁-震动信号的混沌特征,揭示了电磁-震动信号非线性动力特征。研究结果表明:花岗岩劈裂破坏产生的电磁辐射与震动信号在时间上具有较好的一致性,劈裂破坏产生的电磁-震动信号频谱集中在中低频段;花岗岩破坏有效电磁辐射信号的盒维数D_(E)=1.600 6,有效震动信号的盒维数D_(A)=1.594 8,两者频率结构特征高度相似;利用EMD分解重构方法可以获得花岗岩破裂有效电磁辐射与震动信号,使用EMD分解重构去除了高频存在的干扰对花岗岩破裂电磁-震动信号中的混沌特征描述更为精准。有效电磁辐射与震动信号包含的低频、大能量信号比原始信号更多,更能表征微小裂纹扩展;重构后电磁-震动信号的不均匀度相较于初始信号整体有明显的上升,不同能量信号出现的频率关系整体出现下降,重构后的有效电磁-震动信号以低频、大能量信号为主,但震动信号的不均匀程度大于电磁辐射。

关键词：电磁-震动信号信号重构经验模态分解混沌分析分形维数

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一种断路器分闸时间调整优化分析方法

高压电器 2024年第10期60卷 206-211,220页

作者：宋广民段晓辉惠勇锋刘宇李新刚李美荣郭良超平高集团有限公司河南平顶山467001

文中提出了一种断路器用弹簧操动机构分闸时间调整方法,该方法可以在不改变断路器操作电压和运动速度的工况下,实现断路器分闸时间的调整,并通过仿真优化和实际样机试验测试,验证了调节分闸时间的有效性,为后续断路器弹簧操动机构的设... 详细信息

文中提出了一种断路器用弹簧操动机构分闸时间调整方法,该方法可以在不改变断路器操作电压和运动速度的工况下,实现断路器分闸时间的调整,并通过仿真优化和实际样机试验测试,验证了调节分闸时间的有效性,为后续断路器弹簧操动机构的设计、运维检修以及变电站保护时间调整等工作提供优化参考,具有一定的指导意义。

关键词：断路器弹簧操动机构分闸时间优化设计

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定向深孔探放水技术在平煤五矿的应用

煤炭工程 2024年第5期56卷 63-68页

作者：王猛刘军亮和平张影朱景佩平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467091

为了解决平煤五矿上层煤采空区积水威胁到下层煤开采的问题,对当前采空区积水空间位置及积水量进行分析,从经济性、合理性以及时间效应三个方面对三种排水方案进行比选,分析了定向深孔探放水技术相较于常规钻孔探放水技术具有的优势,最... 详细信息

为了解决平煤五矿上层煤采空区积水威胁到下层煤开采的问题,对当前采空区积水空间位置及积水量进行分析,从经济性、合理性以及时间效应三个方面对三种排水方案进行比选,分析了定向深孔探放水技术相较于常规钻孔探放水技术具有的优势,最终确定定向深孔探放水技术为最优方案。基于此,研究了定向深孔探放水技术的设计方案及施工工艺,并进行现场应用试验,同时采用了固安特封孔技术,与传统水泥浆封孔技术相比缩短了88%的封孔时间,累计排放采空区积水量近30000 m^(3),解决了己_(15)-32020采空区水害问题,掩护了巷道安全掘进。

关键词：探放水定向钻探矿井水害封孔工艺

三轴加载条件下含水率对煤体力学特性影响的试验研究

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煤炭工程 2024年第9期56卷 152-158页

作者：孙矩正焦继红寇建新平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000

含水率对煤体力学特性具有重要影响,为深入探讨三轴加载条件下含水率在煤体力学中的作用机制,选择平顶山矿区代表性煤样并设置不同含水率水平的试验组,开展了不同含水煤样的单轴压缩试验和不同围压条件下的含水煤样三轴压缩试验,并对不... 详细信息

含水率对煤体力学特性具有重要影响,为深入探讨三轴加载条件下含水率在煤体力学中的作用机制,选择平顶山矿区代表性煤样并设置不同含水率水平的试验组,开展了不同含水煤样的单轴压缩试验和不同围压条件下的含水煤样三轴压缩试验,并对不同含水煤样进行应力-应变关系、抗压强度等方面的综合性能测试。结果表明:不同围压条件下,含水煤体的应力-应变曲线呈现相同趋势。三轴加载条件下,含水煤体轴向方向的应力-应变曲线与单轴加载时的煤体轴向方向的应力-应变曲线形式相同。相同含水率条件下,不同围压的试验煤样出现应力峰值时的轴向应变略有不同,整体呈现围压越大,其出现应力峰值对应的轴向应变越小。整个加载过程中,试验煤样轴向应变始终为正值,即煤体轴向方向发生轴向压缩变形,与此同时,试验煤样径向产生膨胀变形。单轴/三轴加载条件下,随着含水率增加,峰值强度整体呈降低,含水率与峰值强度呈一元二次函数关系。随着围压增加,峰值强度整体呈下降趋势。随着含水率增加,岩石软化系数整体呈现降低趋势。含水率与软化系数呈一元二次函数关系。研究结果为平顶山矿区煤炭资源的合理开发和利用提供了科学依据。

关键词：三轴加载含水率力学特征峰值强度软化系数

含动态二硫键与硅氧键的环氧树脂复合材料的制备与表征

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工程塑料应用 2024年第8期52卷 22-29页

作者：郭子健赵勋陈华义平煤神马集团工程塑料有限公司河南平顶山467000 神马实业股份有限公司河南平顶山467000

作为一类新兴的聚合物材料,类玻璃高分子(vitrimer)由于其交联网络中含有可动态交换的可逆共价键,可在外加刺激下展示出动态的特性而不影响交联网络的完整性,从而既具有热塑性材料的可加工性又具有热固性材料的交联结构,能够减少塑料废... 详细信息

作为一类新兴的聚合物材料,类玻璃高分子(vitrimer)由于其交联网络中含有可动态交换的可逆共价键,可在外加刺激下展示出动态的特性而不影响交联网络的完整性,从而既具有热塑性材料的可加工性又具有热固性材料的交联结构,能够减少塑料废弃造成的环境污染和资源浪费,因而备受关注。为了有效改善因热固性环氧树脂不可回收而造成的环境问题,通过一锅法将硅氧键和二硫键引入环氧树脂交联网络,制备了一系列含双重动态共价键的多壁碳纳米管(MWCNTs)/vitrimer复合材料(EPGCSLx)。研究了MWCNTs不同掺杂量下材料的导电性、热力学性能、自修复性能、再加工和可降解性。结果表明,EPGCSL5(MWCNTs质量分数为5%)具有良好的导电性(电导率为2.09 S/m)和力学性能(拉伸强度为8.12 MPa,断裂伸长率为84.67%)。EPGCSL5还具有可再加工性、可降解性和光热性能,充分结合了vitrimer和环氧树脂复合材料的优点。此外,EPGCSL5被制备成人体运动传感器,证明了其作为运动传感器的应用潜力。

关键词：类玻璃高分子二硫键硅氧键环氧树脂复合材料碳纳米管

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原位改性浇铸尼龙6复合材料的合成与表征

工程塑料应用 2024年第6期52卷 129-134页

作者：夏学莲毛艳丽王光普史向阳陈兴华刘伟刘晓蕊张家旺河南城建学院材料与化工学院河南平顶山467036 平顶山市产品质量检验检测中心河南平顶山467000 平顶山市华兴浮选工程技术服务有限公司河南平顶山467000

为了提高单体浇铸尼龙6(MCPA6)的综合性能,在MCPA6合成体系中添加乙烯-辛烯共聚物(POE)、聚氨酯包覆空心玻璃微珠(TPU@HGM)进行原位改性,制备了MCPA6/POE和MCPA6/POE/TPU@HGM复合材料,研究POE及POE/TPU@HGM对材料结构和性能的影响。傅... 详细信息

为了提高单体浇铸尼龙6(MCPA6)的综合性能,在MCPA6合成体系中添加乙烯-辛烯共聚物(POE)、聚氨酯包覆空心玻璃微珠(TPU@HGM)进行原位改性,制备了MCPA6/POE和MCPA6/POE/TPU@HGM复合材料,研究POE及POE/TPU@HGM对材料结构和性能的影响。傅里叶变换红外光谱表征结果显示合成的聚合物为MCPA6。力学性能测试结果表明,POE加入可提高材料的断裂伸长率和缺口冲击强度,但会降低拉伸强度;MCPA6/POE/TPU@HGM复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度与纯MCPA6相比分别提高了32.23%,110.07%,114.36%,实现了增强增韧的效果。POE和TPU@HGM的加入提高了复合材料分解温度和残炭率,热稳定性提高。此外,POE和TPU@HGM对复合材料中MCPA6的结晶有阻碍作用,使MCPA6的结晶温度降低、结晶速度减慢、结晶结构不完善、熔点降低。

关键词：浇铸尼龙原位改性复合材料增强增韧

绝缘热管在大容量环保充气式开关柜应用可行性分析

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高压电器 2024年第6期60卷 10-18页

作者：费翔朱志豪孙河南郭锋卢留洋张庆飞平高集团有限公司河南平顶山467000

文中首先针对热管传热原理进行了研究,基于CFD建模和仿真探寻了热管内部液态和气态工作介质冷凝蒸发的相互作用过程,通过与铜棒对比相同边界条件下的冷热端温度差和热阻,验证了热管高导热性的特点。然后对大容量充气式开关柜的温升传热... 详细信息

文中首先针对热管传热原理进行了研究,基于CFD建模和仿真探寻了热管内部液态和气态工作介质冷凝蒸发的相互作用过程,通过与铜棒对比相同边界条件下的冷热端温度差和热阻,验证了热管高导热性的特点。然后对大容量充气式开关柜的温升传热过程进行了分析,对采用了热管结构的充气柜,在进行温度场仿真分析时将热管模型进行等效处理,忽略内部较为复杂的相变传热过程,可大幅提高计算效率,并通过试验验证了与气流场仿真结果的偏差在10%以内。最后提出了一种提高热管工作效率的绝缘热管结构,通过合理设计内部腔体、铜管嵌件和冷热段传热基座,并选用合适的工作液介质,使其同时满足绝缘和传热的要求,应用在12 kV/4000 A环保充气柜上,顺利通过了绝缘和1.1倍温升试验考核。

关键词：绝缘热管大容量充气式开关柜散热设计工质热传导系数相变传热热阻

基于两间隙异步联动的一体化高压真空灭弧室电场设计

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电工技术学报 2024年第17期39卷 5555-5564页

作者：葛国伟王文博程显陈辉段晓辉郑州大学电气与信息工程学院郑州450001 平高集团有限公司平顶山467001

输电等级真空灭弧室是迫切需要解决的行业级难题,为克服单断口真空灭弧室绝缘瓶颈和多断口串联结构复杂等问题,该文提出了一种基于两间隙异步联动的一体化高压真空灭弧室结构,该结构采用辅间隙与主间隙串联异步联动,辅间隙协助主间隙绝... 详细信息

输电等级真空灭弧室是迫切需要解决的行业级难题,为克服单断口真空灭弧室绝缘瓶颈和多断口串联结构复杂等问题,该文提出了一种基于两间隙异步联动的一体化高压真空灭弧室结构,该结构采用辅间隙与主间隙串联异步联动,辅间隙协助主间隙绝缘和灭弧,有望实现252kV及以上电压等级真空灭弧室的工程应用。建立了两间隙异步联动的一体化高压真空灭弧室电场仿真模型,分析了进出线方向、主辅间隙、屏蔽罩等对电场强度和电压分布关系的影响规律,并研究了屏蔽罩结构和环形陶瓷分压电容器等分压措施对电场提升的效果。研究表明:静端盖为出线端、动端盖为进线端时,主间隙开距为60 mm、辅助间隙开距为30 mm可以满足分压关系按照开距大小分布,最大电场强度相比于长间隙开距60 mm时降低27.3%。外部并联环形陶瓷分压电容器可以满足双向分断的要求,进线端在静端盖时外部并联环形陶瓷分压电容器灭弧室相较于未并联电容的灭弧室最大电场强度降低30%左右,初步说明了基于两间隙异步联动的一体化高压真空灭弧室结构的可行性和有效性,研究可为高电压等级真空灭弧室研制提供新思路和新方法。

关键词：两间隙真空灭弧室单断口真空断路器均压措施异步联动