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真空灭弧室CuCr触头抗电弧烧蚀和抗熔焊研究与改进

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高压电器 2024年第8期60卷 1-10,28页

作者：赵启韩金儒刘伟张延超中国西电电气股份有限公司西安710000 西安西电高压开关有限责任公司西安710000

CuCr触头材料的抗烧蚀和抗熔焊性是影响真空灭弧室寿命的重要因素。文中以CuCr触头材料在真空电弧下的烧蚀为立足点,对烧蚀过程和机理进行叙述,并从CuCr触头的微观组织以及真空灭弧室的磁场类型论述影响CuCr触头烧蚀的相关机理。同时指... 详细信息

CuCr触头材料的抗烧蚀和抗熔焊性是影响真空灭弧室寿命的重要因素。文中以CuCr触头材料在真空电弧下的烧蚀为立足点,对烧蚀过程和机理进行叙述,并从CuCr触头的微观组织以及真空灭弧室的磁场类型论述影响CuCr触头烧蚀的相关机理。同时指出抗熔焊性能与触头材料的抗拉以及热导率等因素有关。最后从表面改性和合金化角度总结了提高触头抗烧蚀的研究进展,并总结改进触头抗烧蚀性能的研究方向。

关键词： CuCr触头材料真空灭弧室抗电弧烧蚀性抗熔焊性磁场类型表面改性合金化

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MCrAlY涂层的研究进展

表面技术 2024年第7期53卷 31-39页

作者：门引妮李进卢金文徐研郭阳阳西安瑞鑫科金属材料有限责任公司西安710016

随着发动机的服役温度日益升高,工作环境日益恶劣,涡轮叶片极易在高温环境中氧化,大大降低了叶片的使用寿命。如何在低成本下制备保护性能好的高温防护涂层,是当前国内外研究的重点。MCrAlY包覆涂层可分为NiCrAlY涂层、CoCrAlY涂层和NiC... 详细信息

随着发动机的服役温度日益升高,工作环境日益恶劣,涡轮叶片极易在高温环境中氧化,大大降低了叶片的使用寿命。如何在低成本下制备保护性能好的高温防护涂层,是当前国内外研究的重点。MCrAlY包覆涂层可分为NiCrAlY涂层、CoCrAlY涂层和NiCoCrAlY涂层,这3类涂层的抗氧化性能和抗腐蚀性能较好,又有很好的塑韧性和抗热疲劳性能,因此可作为涂层或热障涂层的黏结层材料。综述了涂层中主要元素(Al、Cr、Co、Y)、掺杂合金元素(Ta、Re、Si、Pt)、涂层制备工艺和预处理工艺对MCrAlY涂层性能的研究进展。结果表明,可以通过调节MCrAlY涂层的成分来实现涂层性能的调控。向MCrAlY涂层中掺入Si、Ta和Re等活性元素,可显著提高涂层的抗高温氧化性能,以进一步提高发动机的工作效率和满足高温的工作环境需求。总结了采用细化涂层晶粒、掺杂纳米颗粒和制备梯度复合涂层等方法来提高MCrAlY涂层的抗氧化性能和抗腐蚀性能的研究现状,对MCrAlY涂层的发展趋势进行了展望。

关键词： MCrAlY涂层活性元素制备工艺抗氧化性能抗腐蚀性能

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高压断路器用CuW触头材料研究进展

高压电器 2024年第8期60卷 63-76页

作者：贺小瑞韩金儒刘伟王亚锋杨伟卫西安西电高压开关有限责任公司西安710000

CuW合金已作为触头材料被广泛用作高压SF6断路器和气体绝缘组合电器中,其抗侵蚀性能决定着开关设备的使用寿命。CuW触头材料主要的制备工艺包括熔渗法和粉末烧结法,最新的研究进展发现熔渗CuW合金的关键点在于W骨架的连接强度,而液相烧... 详细信息

CuW合金已作为触头材料被广泛用作高压SF6断路器和气体绝缘组合电器中,其抗侵蚀性能决定着开关设备的使用寿命。CuW触头材料主要的制备工艺包括熔渗法和粉末烧结法,最新的研究进展发现熔渗CuW合金的关键点在于W骨架的连接强度,而液相烧结CuW合金的关键在于熔融Cu与W颗粒之间的润湿性,明确了两种工艺的研究方向;对基于铝热还原工艺制备CuW合金的研究进行概述,提出思路是进行前驱体的烧结,降低反应物的活化能,从而促进自蔓延反应的进行;同时总结了目前CuW合金的改性研究在于增强相的添加和变形加工,旨在对工业上技术改进提供指导,但如何更好地应用于工业上仍需要一定时间的探索;最后着眼于弧触头的整体研究,明确CuW和CrCu之间的结合强度是弧触头整体材料的关键因素,也对后续整体材料的改进与发展提供新的方向。

关键词： CuW触头材料熔渗法烧结法铝热还原 CuW/CrCu整体材料

采用曲波变换和电容层析成像的两相流含水率测量方法

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西安交通大学学报 2024年第7期58卷 139-147页

作者：张皓冬陆程程胡红利杨海潮董海健西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 西安西电电力电容器有限责任公司西安710082

针对电容层析成像(ECT)逆问题的欠定性,提出了一种基于曲波变换的图像稀疏重构算法。首先,采用曲波变换基作为稀疏基,从多尺度对模拟介质分布图像进行稀疏表示,提高了ECT灰度值向量的稀疏度;其次,应用迭代软阈值算法对曲波系数进行稀疏... 详细信息

针对电容层析成像(ECT)逆问题的欠定性,提出了一种基于曲波变换的图像稀疏重构算法。首先,采用曲波变换基作为稀疏基,从多尺度对模拟介质分布图像进行稀疏表示,提高了ECT灰度值向量的稀疏度;其次,应用迭代软阈值算法对曲波系数进行稀疏重构,同时使用奇异值分解算法计算最优灵敏度广义逆矩阵;最后,搭建ECT测量平台,通过静态实验重构5种典型实际流型,验证所提算法的有效性。实验结果表明:所提算法可有效抑制伪影,重构图像边界清晰,同时在图像相关系数、相对图像误差上均优于传统重构算法,比Landweber迭代算法相关系数提高约37.9%,相对误差减小约17.6%;基于稀疏重构的后处理图像可用于截面含水率的测量,含水率平均误差低于10%,最低为4.32%。该方法有效提高了ECT重构图像质量,能够满足天然气精准开采的工业需求。

关键词：电容层析成像曲波变换两相流图像稀疏重构算法

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±550 kV直流GIS长期带电试验研究

高压电器 2024年第5期60卷 1-11页

作者：申萌王博王子瑜李江苏春强李强刘宸杜文娟南振乐段娜娜西安高压电器研究院股份有限公司西安710077 西安交通大学电气工程学院西安710049 西安高压电器研究院常州有限责任公司江苏常州213017 西安西电高压开关有限责任公司西安710018 西安西电开关电气有限公司西安710077

直流GIS是实现未来轻型化、紧凑化海上换流平台以及海上换流平台向深远海发展的关键设备,在投入运行前对直流GIS进行实际工况的长期带电模拟试验,可以充分预测直流GIS在全工况下长期运行的相关性能,进而提升直流GIS投入运行后直流电网... 详细信息

直流GIS是实现未来轻型化、紧凑化海上换流平台以及海上换流平台向深远海发展的关键设备,在投入运行前对直流GIS进行实际工况的长期带电模拟试验,可以充分预测直流GIS在全工况下长期运行的相关性能,进而提升直流GIS投入运行后直流电网的安全可靠性。文中以±550 kV直流GIS作为研究对象,对其进行了相关介绍,提出了±550 kV直流GIS的长期带电试验方案,设计了长期带电试验回路并分析了回路中设备的选取方法,最后对±550 kV直流GIS开展了实际试验,验证了所提±550 kV直流GIS长期带电试验回路的可行性,为后续进一步开展直流GIS在全工况下长期运行时的相关性能研究工作奠定了坚实的基础。

关键词： ±550 kV 直流GIS 长期带电试验试验方案试验回路

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深部矿井煤炭−地热协同开采系统研究

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 87-94页

作者：刘琪苏伟张瑞瑛李延朋冯绪杨亮中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054

在煤炭资源深部开采趋势下,矿井高温热害问题日益严重,引起矿井高温热害的热源实质为可持续利用的地热能,在进行煤炭开采的同时将深部矿井地热能提取并进行资源化利用,是建设绿色矿山、降低矿井碳排放的创新途径。总结了国内外深部矿产... 详细信息

在煤炭资源深部开采趋势下,矿井高温热害问题日益严重,引起矿井高温热害的热源实质为可持续利用的地热能,在进行煤炭开采的同时将深部矿井地热能提取并进行资源化利用,是建设绿色矿山、降低矿井碳排放的创新途径。总结了国内外深部矿产和地热能共采现状,从工艺流程和关键设备方面分析了煤炭−地热协同开采的可行性,最终提出一种煤炭−地热协同开采系统。该系统总体采用闭式循环,包括地面热能利用系统和井下取热系统,通过在预采煤层水平钻孔并布置同轴套管换热器提取煤层地热能,并由地面热泵机组将从井下开采的低品位地热能进行利用。秉承“先采热、后回采”的时间和空间协同原则,预先在回采工作面前向划分采热工作面,提出顺序采热、交替采热2种模式,确保采热过程对采煤过程无干扰。分析了空间协同设计、煤层钻孔、高效采热和智能监控调控等关键技术,对煤炭开采和地热能提取进行井下空间协同设计,提出基于煤层注水的同轴套管换热器布置工艺,使用快捷装配式同轴套管换热器可进行多种组合实现高效采热,构建智能监控调控平台并提出相关优化模型,构建取热量计算模型,提出智能控制采热方式。简化煤系地层传热过程,构建煤层采热传热模型,可根据回采工作面实际情况和出口风流参数对回采工作面采热能力进行计算评估。根据煤层采热传热模型,分析得出煤层初始温度、煤炭运输量、回采工作面出口风流温度、风流含湿量变化量是决定煤层采热量的关键参数。定义回采工作面风流含湿量不变且回采工作面出口风流等效温度不高于28℃时的采热量为煤层最大采热量。系统的应用将会使深部矿井热害资源化,不仅解决了煤炭开采热害问题,而且实现了深部矿井地热能综合利用。

关键词：矿井热害防治地热能利用煤热共采同轴套管换热

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灯泡贯流式水轮机增减负荷动态特性分析

农业工程学报 2024年第5期40卷 99-108,F0003页

作者：赵亚萍赵晨秦笛舸郑小波郭鹏程西安理工大学水利水电学院西安710048 西电智慧能源科技有限责任公司西安710075

水轮机频繁经历变负荷工况转换过程,使得机组在较短时间内工作参数急剧变化,严重影响电站稳定运行。该研究以某贯流式水轮机为研究对象,在考虑自由液面和水体重力的情况下,采用动网格技术对贯流式水轮机相同出力范围下的减、增负荷过渡... 详细信息

水轮机频繁经历变负荷工况转换过程,使得机组在较短时间内工作参数急剧变化,严重影响电站稳定运行。该研究以某贯流式水轮机为研究对象,在考虑自由液面和水体重力的情况下,采用动网格技术对贯流式水轮机相同出力范围下的减、增负荷过渡过程的动态特性进行分析。研究结果表明:由于增负荷和减负荷过渡过程的起始工况导致起始流动状态不同,因此在相同出力时,机组内的流动分布不同,减负荷过程尾水管内的涡流面积及强度明显小于增负荷工况,且尾水管涡带尺度也明显小于增负荷过程;相比于增负荷过程,减负荷过程中转轮叶片大范围的低压区极易引发空化;机组内的水压力脉动主要以尾水管涡带引起的0.1f_n(f_n为转频)低频压力脉动和转轮的旋转引起3f_n的高频压力脉动为主,增负荷过程的压力脉动幅值明显大于减负荷过程,两种压力脉动共同作用,使得贯流式水轮机主要振动区域集中于转轮。研究结果对贯流式水轮机的设计与运行具有一定的指导意义。

关键词：数值模拟振动压力脉动增减负荷过渡过程涡带水轮机

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一起隔离开关传动机构失效原因分析及改进

高压电器 2024年第8期60卷 269-274,292页

作者：刘伟杰赵军亮西安西电高压开关操动机构有限责任公司西安710077

结合一起某电网变电站工程用252 kV GIS隔离开关传动机构锥齿轮和锥齿轮轴部位的传动键被剪断造成的传动失效故障,此故障部位所用的平键为GB1096A型4×4×10键。为了深入分析原因,将现场发生故障返厂传动机构的锥齿轮、传动轴和断裂的... 详细信息

结合一起某电网变电站工程用252 kV GIS隔离开关传动机构锥齿轮和锥齿轮轴部位的传动键被剪断造成的传动失效故障,此故障部位所用的平键为GB1096A型4×4×10键。为了深入分析原因,将现场发生故障返厂传动机构的锥齿轮、传动轴和断裂的平键在厂内进行了材质、硬度的检查。并从设计、装配方面进行分析,找出了引发故障的原因,制定了相应的解决措施,消除了此类问题存在的安全隐患,为后续此产品的生产、提高电网可靠运行、减少电网投运事故率奠定了基础。

关键词：隔离开关传动失效原因分析优化改进

一种GIS用低压铸造盖板铸件仿真分析与工艺优化

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特种铸造及有色合金 2024年第9期44卷 1282-1285页

作者：李红强朱广何伟国西安西开精密铸造有限责任公司西安712046

通过AnyCasting软件对一种气体绝缘开关(GIS)用金属型低压铸造铝合金盖板工艺进行充型凝固仿真分析,研究了该盖板密封槽出现铸造缺陷的原因并给出了改进措施,最后进行了生产验证。结果表明,当模具温度取工作温度下限与上限时,初始工艺... 详细信息

通过AnyCasting软件对一种气体绝缘开关(GIS)用金属型低压铸造铝合金盖板工艺进行充型凝固仿真分析,研究了该盖板密封槽出现铸造缺陷的原因并给出了改进措施,最后进行了生产验证。结果表明,当模具温度取工作温度下限与上限时,初始工艺充型凝固仿真分析发现法兰面没有出现缩孔、缩松缺陷。该盖板出现密封槽缺陷,主要由于冒口排气不畅,导致金属液实际浇注高度不足所致,法兰保温冒口浇注实际高度小于1.24倍法兰厚度,冒口不能对法兰有效补缩,导致法兰密封槽出现缩孔、缩松缺陷。工艺改进后,浇注铸件保温冒口浇注高度不低于1.55倍铸件法兰厚度,铸件合格率达到99%以上。模拟结果与实际情况相符。

关键词： GIS 盖板充型凝固工艺优化低压铸造

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