检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2023年第2期43卷 831-842页

作者：张明泽孟繁昊刘骥刘贺千贾海峰李璐工程电介质及其应用教育部重点实验室(哈尔滨理工大学) 黑龙江省哈尔滨市150080 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院黑龙江省哈尔滨市150030

频域介电响应(frequency domain dielectric response,FDS)技术作为变压器油纸绝缘无损评估的重要手段,而油纸绝缘介电性能非线性变化将影响评估的准确性,因此需要开展油纸绝缘FDS非线性变化规律的研究。该文在实验室条件下制备了多组... 详细信息

频域介电响应(frequency domain dielectric response,FDS)技术作为变压器油纸绝缘无损评估的重要手段,而油纸绝缘介电性能非线性变化将影响评估的准确性,因此需要开展油纸绝缘FDS非线性变化规律的研究。该文在实验室条件下制备了多组不同老化程度、不同含水率的油纸绝缘试样,开展不同温度下油纸绝缘非线性FDS测试。研究发现,测试温度较低、油纸绝缘水分含量较小时,油纸绝缘低频介电响应与电压呈负相关,且随着测试温度的升高,非线性变化区域向高频且损耗因数增大的方向移动,FDS变化规律与测试激励幅值的关系减弱;当测试温度较高、油纸绝缘水分含量较大时,油纸绝缘低频介电响应出现与电压呈正相关的非线性变化规律;同时,根据频温平移计算发现,油纸绝缘的弛豫活化能与交流电导活化能均与其内部水分含量存在线性变化关系,而测试激励幅值对交流电导活化能的影响更为显著。为了消除测试温度对交流电导率的影响,该文建立电导率修正函数,实现了高温、高含水率下油纸绝缘低频交流电导率曲线的平移修正;最后,结合所构建的水分基团迁移率计算模型,定量计算水分含量对老化油纸绝缘频域介电响应非线性变化的影响,其规律与实验结果一致。

关键词：油纸绝缘频域介电响应非线性电导率

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交直流复合电场–温度场下油纸绝缘内水分暂态分布规律研究

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中国电机工程学报 2023年第8期43卷 3260-3272页

作者：刘骥杨航张明泽刘贺千孟繁昊周玟贾海峰工程电介质及其应用教育部重点实验室(哈尔滨理工大学) 黑龙江省哈尔滨市150080 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院黑龙江省哈尔滨市150030

换流变压器的稳定运行是维护电网安全的重要保证,其主绝缘承受交直流复合电场-温度场的联合作用,内部水分暂态分布规律与传统模型不同。因此,该文构建复合电场-温度场下的单、双侧水分暂态扩散模型,修正油纸界面处水分的平衡条件,并进... 详细信息

换流变压器的稳定运行是维护电网安全的重要保证,其主绝缘承受交直流复合电场-温度场的联合作用,内部水分暂态分布规律与传统模型不同。因此,该文构建复合电场-温度场下的单、双侧水分暂态扩散模型,修正油纸界面处水分的平衡条件,并进行相关的仿真与试验验证。首先,根据仿真结果可知,油浸纸板的厚度、活化能均会对油浸纸板内部水分暂态分布情况产生影响。在复合电场-温度场作用下,纸板内部水分扩散方向与电场方向有关,纸板微元内电阻率的分布直接影响水分的迁移速率;油浸纸板内部水分的迁移速率较仅受温度场作用时更快,且在油纸界面水分平衡时,纸板内部稳态含水率更高。同时,该文根据频域介电响应曲线的“二次平衡”规律发现,随着测试温度的升高,油纸绝缘模型内水分达到第一次稳态平衡时,油浸纸板内水分变化量逐渐增大,测试温度越高,水分变化量越明显;在相同大小的电场应力作用下,高温将对油纸绝缘模型内水分的第二次稳态平衡起到一定的促进作用。

关键词：换流变压器油纸绝缘水分暂态分布复合电场

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氢键对聚丙烯复合材料分子结构与电荷输运特性的影响

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物理学报 2025年

作者：李丽丽韩爽王玉龙刘统江李育哲高俊国哈尔滨理工大学电气与电子工程学院工程电介质及其应用教育部重点实验室四川省氢能源与多能互补微电网工程技术研究中心

模拟分子的结构和行为有助于更深刻地分析电荷输运特性变化的微观机理。本研究采用分子动力学模拟方法，深入探究氢键对马来酸（MA）接枝聚丙烯（PP）/聚偏二氟乙烯（PVDF）复合体系分子结构演变与电荷输运特性的调控机制，并对其分子... 详细信息

模拟分子的结构和行为有助于更深刻地分析电荷输运特性变化的微观机理。本研究采用分子动力学模拟方法，深入探究氢键对马来酸（MA）接枝聚丙烯（PP）/聚偏二氟乙烯（PVDF）复合体系分子结构演变与电荷输运特性的调控机制，并对其分子间相互作用能、自由体积、电子态密度、电荷差分密度以及陷阱能级进行仿真分析。研究结果表明：随着MA接枝量的增加，氢键数量显著增多。当MA质量分数为36.22wt.%时，氢键数量达到20的峰值，分子间相互作用能增至极大值2171.63kcal·mol?1，自由体积分布达到极小值16.03%，此时分子内部结构最为紧密。当MA质量分数为52.97wt.%时，复合材料的带隙达到极小值3.13eV，陷阱能级深度亦达到极大值3.06eV，此时PP/PVDF复合材料在氢键形成的区域显示出更高的电子密度积累，电子逸出概率显著降低。至此，模拟结果证实了氢键的作用不仅改变了材料的分子结构，还通过改变局部电荷分布状态直接影响电荷输运特性，为设计功能性高分子复合电介质材料提供了理论依据。

关键词：聚丙烯氢键分子动力学电荷输运

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马来酸酐接枝氧化石墨烯并改性双马树脂复合材料的微观结构及力学性能

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复合材料学报 2021年第1期38卷 137-144页

作者：陈宇飞田麒源董磊刘祯达吕思呈朱莉聂鹏哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 哈尔滨理工大学工程电介质及应用技术教育部重点实验室哈尔滨150080

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),并用马来酸酐(MAH)接枝改性制得MAH接枝氧化石墨烯(MAH-GO)。以二烯丙基双酚A(BBA)和双酚A双烯丙基醚(BBE)为活性稀释剂,4,4’-二氨基二苯甲烷型双马来酰亚胺(MBMI)为反应单体合成MBMI-BBA-BBE... 详细信息

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),并用马来酸酐(MAH)接枝改性制得MAH接枝氧化石墨烯(MAH-GO)。以二烯丙基双酚A(BBA)和双酚A双烯丙基醚(BBE)为活性稀释剂,4,4’-二氨基二苯甲烷型双马来酰亚胺(MBMI)为反应单体合成MBMI-BBA-BBE(MBAE)树脂基体;并以MAH-GO为增强体通过原位聚合制得MAH-GO/MBAE复合材料,表征MAH-GO的微观结构及其对复合材料力学性能的影响。结果表明:MAH成功接枝在GO表面,片层结构清晰,且表面出现褶皱,采用化学滴定法测定接枝率约为11.32%。MAH-GO/MBAE复合材料的微观形貌结果表明,当适量的MAH-GO加入体系中后,MAH-GO/MBAE复合材料断裂纹呈"树枝状"无规则发散,为典型的韧性断裂。当MAH-GO添加量为0.5wt%时,MAH-GO在基体中分散均匀,MAH-GO/MBAE复合材料的冲击强度和弯曲强度分别为15.88 kJ/m2和142.13 MPa,比基体树脂分别提高了67.68%和43.61%,力学性能得到明显改善。

关键词：双马来酰亚胺氧化石墨烯马来酸酐微观结构力学性能

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超材料赋能先进太赫兹生物化学传感检测技术的研究进展

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物理学报 2021年第24期70卷 301-320页

作者：王玥崔子健张晓菊张达篪张向周韬王暄西安理工大学陕西省超快光电技术与太赫兹科学重点实验室西安710048 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 武警工程大学基础部西安710086

处于太赫兹频段的电磁波表现出许多极具发展前景的特点,如非电离、“指纹”谱、对弱共振敏感、对非极性物质穿透性强等特性,并逐步发展成物理、信息、材料、生物、化学等学科基础与应用研究关注的热点.然而,在生物、化学物质的传感检测... 详细信息

处于太赫兹频段的电磁波表现出许多极具发展前景的特点,如非电离、“指纹”谱、对弱共振敏感、对非极性物质穿透性强等特性,并逐步发展成物理、信息、材料、生物、化学等学科基础与应用研究关注的热点.然而,在生物、化学物质的传感检测应用中,当待测物尺度小于入射太赫兹波长时,微小扰动和细微特征难以被太赫兹波检测到,并且无法与太赫兹波之间产生充分的相互作用,这无疑阻碍了太赫兹生物化学传感检测技术的进一步发展.而太赫兹超材料的迅速发展提供了解决这一问题的全新思路.近年来,一系列基于太赫兹超材料的研究工作与新材料、新结构、新机制结合,为实现高灵敏太赫兹生物化学传感检测带来了新的机遇.本文主要综述了最近太赫兹超材料应用于生物化学传感检测技术的研究进展,并简述了评价器件性能的关键参数.根据材料特性、设计策略的不同,对基于金属-介质、碳基纳米材料、全硅等太赫兹超材料生物化学传感检测相关工作做了总结,并在文末对太赫兹超材料传感检测技术的未来发展方向做出了展望.

关键词：太赫兹超材料生物传感

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核壳结构纳米纤维掺杂PMMA/PVDF基复合介质的储能特性研究

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中国电机工程学报 2021年第12期41卷 4333-4341页

作者：迟庆国殷超张天栋张昌海冯宇张月陈庆国工程电介质及其应用教育部重点实验室(哈尔滨理工大学) 黑龙江省哈尔滨市150080

为探索核壳结构纳米纤维对聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)/聚偏氟乙烯(polyvinyllidene fluoride,PVDF)基复合介质储能特性的影响规律。该研究采用静电纺丝技术制备了高长径比的掺锰钛酸锶纳米纤维(Mn-ST NFs),并对纤... 详细信息

为探索核壳结构纳米纤维对聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)/聚偏氟乙烯(polyvinyllidene fluoride,PVDF)基复合介质储能特性的影响规律。该研究采用静电纺丝技术制备了高长径比的掺锰钛酸锶纳米纤维(Mn-ST NFs),并对纤维表面进行二氧化硅(SiO_(2))包裹处理。通过溶液铸造法制备了Mn-ST-PMMA/PVDF和Mn-ST@SiO_(2)-PMMA/PVDF两种复合介质。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对复合介质进行晶体结构和形貌表征,利用宽频介电谱仪和铁电测试系统获得复合介质的介电性能与储能特性,采用COMSOL Multiphysics软件对复合介质的基本电学参数进行仿真模拟分析。综合实验测试与仿真分析结果可知,Mn-ST@SiO_(2)-PMMA/PVDF复合薄膜具有更优异的介电和储能特性,其中Mn-ST@SiO_(2)-PMMA/PVDF复合薄膜在填充相体积含量为0.5%时其放电能量密度为11.29J/cm^(3),充放电效率为84.07%。优异的电学性能主要源自无机Mn-ST与聚合物之间的界面极化效应,以及非晶SiO_(2)壳层能够有效提高无机填料和聚合物基体间的界面相容性,并限制界面间空间电荷的迁移。该研究为提高聚合物纳米复合介质的储能特性开辟了一种新的途径。

关键词：聚甲基丙烯酸甲酯聚偏氟乙烯核壳结构静电纺丝介电性能储能特性

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高能电子辐照对双向拉伸聚丙烯薄膜的微观结构及介电性能影响

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中国电机工程学报 2022年第22期42卷 8405-8414页

作者：冯宇何梓源杨智捷盛捷迟庆国陈庆国工程电介质及其应用教育部重点实验室(哈尔滨理工大学) 黑龙江省哈尔滨市150080 哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院黑龙江省哈尔滨市150001

探究辐照环境下电介质材料的微观结构及介电性能变化规律,对于应用在辐照环境下电介质材料具有重要的应用价值。该文以双向拉伸聚丙烯(biaxiallyoriented polypropylene,BOPP)薄膜作为研究对象,对BOPP进行不同能量的高能电子辐照(5、10... 详细信息

探究辐照环境下电介质材料的微观结构及介电性能变化规律,对于应用在辐照环境下电介质材料具有重要的应用价值。该文以双向拉伸聚丙烯(biaxiallyoriented polypropylene,BOPP)薄膜作为研究对象,对BOPP进行不同能量的高能电子辐照(5、10、15和20Me V)。通过X射线衍射、差示扫描量热法、傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱对BOPP的微观结构进行表征,并利用宽频介电谱仪和精密直流电源获得BOPP的介电性能。研究表明,高能电子辐照引起BOPP的主链断裂,生成含氧官能团(C—O)与羰基。随着电子束能量的增强,BOPP薄膜内部单位体积分子数减小,使得其介电常数降低;且辐照后BOPP发生氧化裂解反应,产生大量导电离子,导致电导损耗增加,而生成的极性端基使得松弛损耗增加,这是介电损耗增加的原因;同时,内部结构的解离与表面缺陷的增加,使其击穿场强降低。该文探究BOPP在高能电子辐照下微观结构以及介电性能变化规律,为辐照环境下电介质材料的发展提供参考。

关键词：高能电子辐照双向拉伸聚丙烯薄膜介电性能微观结构氧化裂解反应

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纳米掺杂交联聚乙烯复合材料的空间电荷特性研究

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绝缘材料 2023年第3期56卷 33-40页

作者：倪艳荣郭永亮李承斌高俊国河南工学院电缆工程学院河南省线缆结构与材料重点实验室河南新乡453000 哈尔滨理工大学电气与电子工程学院工程电介质及其应用教育部重点实验室黑龙江省电介质工程重点实验室黑龙江哈尔滨150080

空间电荷累积容易引起交联聚乙烯绝缘内部电场畸变,从而导致绝缘老化甚至失效,而纳米掺杂或改性可以抑制空间电荷的累积,因此得到了广泛的关注。本文测量了二氧化硅和氧化镁纳米填料掺杂交联聚乙烯复合材料的空间电荷特性和电导特性,并... 详细信息

空间电荷累积容易引起交联聚乙烯绝缘内部电场畸变,从而导致绝缘老化甚至失效,而纳米掺杂或改性可以抑制空间电荷的累积,因此得到了广泛的关注。本文测量了二氧化硅和氧化镁纳米填料掺杂交联聚乙烯复合材料的空间电荷特性和电导特性,并结合带隙理论模型分析纳米填料的作用机制。结果表明:相比于二氧化硅掺杂的交联聚乙烯复合材料,氧化镁掺杂的交联聚乙烯复合材料具有较高的介电常数、较低的空间电荷积聚程度和较小的电导率。

关键词：交联聚乙烯纳米掺杂空间电荷电导率带隙理论

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功能化SiO_(2)/UV-XLPE纳米复合材料的交流介电性能研究

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电机与控制学报 2022年第7期26卷 47-57页

作者：王暄石家安张湧颀付雨薇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 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001 国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司黑龙江哈尔滨150010

针对纳米SiO_(2)材料在XLPE基体中容易团聚的问题,采用巯基-双键点击化学原理和纳米材料的表面改性技术,将纳米SiO_(2)引入到了紫外光交联聚乙烯的网状结构中,提高了纳米SiO_(2)在XLPE基体中的分散性。同时引入了更多的深陷阱,改变了功... 详细信息

针对纳米SiO_(2)材料在XLPE基体中容易团聚的问题,采用巯基-双键点击化学原理和纳米材料的表面改性技术,将纳米SiO_(2)引入到了紫外光交联聚乙烯的网状结构中,提高了纳米SiO_(2)在XLPE基体中的分散性。同时引入了更多的深陷阱,改变了功能化纳米SiO_(2)与XLPE基体之间的界面特性,从而提高了功能化SiO_(2)/UV-XLPE纳米复合材料的介电性能。对材料进行核磁共振氢谱、红外光谱以及扫描电镜等实验进行结构表征。在线性升温条件下测试材料在工频下的介电常数ε_(r)和损耗角正切值tanδ,探讨功能化纳米SiO_(2)的表面高介电壳层对纳米复合材料的变温介电特性的影响;通过TSC测试探究材料内部的陷阱能级分布情况,并在不同温度下测试了材料的交流击穿特性。随着温度的提高,复合材料内部杂质分子热运动加剧,使得相对介电常数ε_(r)随温度提高减小,而偶极子转向在介电损耗中的贡献逐渐增大,所以损耗角正切值tanδ呈现出变大的趋势。另外功能化纳米SiO_(2)在界面中引入了许多俘获电子的深陷阱,这些深陷阱限制了载流子的迁移,使得高温交流击穿强度有了显著提高,其中1.5wt%TMPTA-s-SiO_(2)交流击穿场强最高,80℃时相对于纯XLPE的特征击穿场强要高出5.8%,在高温下具有最优良的耐击穿稳定性。

关键词：交联聚乙烯辅助交联剂紫外光引发交联反应纳米复合电介质变温介电性能陷阱能级

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边际油田集束海缆的滤波及防串音特性

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哈尔滨理工大学学报 2024年第1期29卷 62-68页

作者：王海涛邵启兵闫志雨金秋潘盼李震赵洪顾伟伟中天科技海缆股份有限公司江苏南通226010 江苏省海洋能源与信息传输重点实验室江苏南通226010 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 中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300000

为了实现更高的经济效益,边际油田多采用“一对多”的IEESP系统进行石油开采工作,集束海缆是该系统中重要设备。IEESP系统中,变频器开关器件快速通断使得输出信号中存在许多高频谐波分量,其中最突出的是VSI系统中的高dv/dt信号与CSI系... 详细信息

为了实现更高的经济效益,边际油田多采用“一对多”的IEESP系统进行石油开采工作,集束海缆是该系统中重要设备。IEESP系统中,变频器开关器件快速通断使得输出信号中存在许多高频谐波分量,其中最突出的是VSI系统中的高dv/dt信号与CSI系统中的高di/dt信号,这两类信号在经过长距离电缆的传输后将分别带来电机输入端过电压问题和不同线组之间的串音干扰问题。利用有限元法结合均匀传输线定理,对集束海缆的滤波特性进行探究可知:对于信号中10 kHz及以上高频成分,当集束海缆长度超过15 km时,滤除效果即超过了99%,对于1 MHz及以上级别的高频信号,电缆长度为1 km时其滤除效果便超过99%,即随着长度的积累,电缆依靠自身滤波效应便能够对高dv/dt信号及其附带产生的各类高频信号进行有效滤除。利用COMSOL Multiphysics建立三维有限元模型,对9芯集束海缆中串音干扰最严重的线组进行有仿真计算可知:尽管集束海缆中的金属屏蔽层无法有效屏蔽信号中的低频成分,但对1000 Hz以上高频信号所产生的电磁波屏蔽效果却十分突出,且随着频率升高其屏蔽效果愈发明显,即金属屏蔽层能够有效抑制集束海缆高频串扰现象的发生。

关键词：集束海缆过电压、串扰、滤波、屏蔽

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