检索结果-内蒙古大学图书馆

电机与控制学报 2023年第2期27卷 79-88页

作者：朱博于晓洋田立刚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黑龙江哈尔滨150080

长距离高压电缆采用三相金属护层交叉互联的接地方式减小金属护层中的感应电压,这种交叉互联方式给电缆绝缘在线监测及诊断带来了困惑。因此,提出一种基于阻性电流和护层电流分析的电缆绝缘在线监测及诊断方法,给出泄漏电流与护层电流... 详细信息

长距离高压电缆采用三相金属护层交叉互联的接地方式减小金属护层中的感应电压,这种交叉互联方式给电缆绝缘在线监测及诊断带来了困惑。因此,提出一种基于阻性电流和护层电流分析的电缆绝缘在线监测及诊断方法,给出泄漏电流与护层电流分离的公式推导,并得到从泄漏电流中分离出阻性电流的计算公式。运用MATLAB/Simulink平台建立三相电缆的等效模型,对方法进行了仿真验证,同时搭建三相电缆实验模型,分别对交叉互联电缆绝缘劣化、护层回路开路、中间接头护层击穿这3类典型故障进行实验研究。结果表明:实现了对交叉互联后每一段电缆绝缘状况的在线监测及诊断;配合安装在同轴电缆上的电流传感器的测量电流,能够实现对金属护层开路、中间接头击穿故障的诊断;实现了对不同类型电缆故障的诊断及故障位置的确定,同时也验证了方法的正确性和可行性。

关键词：长距离电力电缆交叉互联泄漏电流阻性电流护层电流故障诊断

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纳米SiO_(2)分散性对SiO_(2)/LDPE纳米复合材料直流介电性能的影响

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复合材料学报 2023年第3期40卷 1417-1429页

作者：郑昌佶王博杨佳明赵洪哈尔滨理工大学工程电介质及其应用技术教育部重点实验室哈尔滨150080

SiO_(2)/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料的介电性能与纳米SiO_(2)在LDPE基体中的分散性密切相关。为研究室温下拉伸处理对纳米SiO_(2)颗粒在LDPE基体中分散性的作用机制,本文选取7 nm粒径的疏水型纳米SiO_(2)与LDPE熔融共混制备SiO_(2)/LDP... 详细信息

SiO_(2)/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料的介电性能与纳米SiO_(2)在LDPE基体中的分散性密切相关。为研究室温下拉伸处理对纳米SiO_(2)颗粒在LDPE基体中分散性的作用机制,本文选取7 nm粒径的疏水型纳米SiO_(2)与LDPE熔融共混制备SiO_(2)/LDPE纳米复合材料。将制备好的纳米复合材料经过三次拉伸处理,利用SEM、DSC表征纳米粒子的分散性及复合材料的结晶度,利用热刺激电流法(TSC)测试分析复合材料的陷阱能级和陷阱密度。通过对纳米复合材料的空间电荷,电导电流,直流击穿强度进行实验测试,研究了拉伸对纳米粒子分散性的影响及其所导致的直流介电性能的改变。结果表明室温下拉伸有助于纳米粒子的分散,使纳米SiO_(2)粒子的团聚尺寸从200 nm左右缩减到100 nm左右;但拉伸会破坏LDPE的结晶结构,劣化其性能;通过掺杂纳米SiO_(2)引入深陷阱能级可以改善LDPE的直流介电性能。经过拉伸的SiO_(2)/LDPE的空间电荷积累得到抑制,电导电流的机制发生改变。通过对电导电流的数据进行拟合处理,发现拉伸后的SiO_(2)/LDPE的电导以离子跳跃电导为主,其跳跃距离减少到1.98 nm左右。SiO_(2)/LDPE相比LDPE直流击穿强度提高约43%,室温拉伸处理后SiO_(2)/LDPE击穿强度降低的主要原因是拉伸过程导致的LDPE基体结构缺陷。

关键词： SiO_(2)/LDPE 室温拉伸分散性空间电荷电导击穿强度

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不同频段下IGBT自组装非线性绝缘材料介电性能的温度依赖性

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高电压技术 2025年第1期51卷 322-335页

作者：姚欢民穆海宝李鹤李元李文栋张大宁西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049 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

为探讨利用介电泳原理构筑的非线性复合绝缘材料在IGBT局部电场优化中的应用。针对IGBT宽频率和温度范围的工作需求,深入研究了复合材料在不同频段下介电性能的温度依赖性。首先,选取碳化硅晶须(SiCw)作为非线性电导填料,在5种不同辅助... 详细信息

为探讨利用介电泳原理构筑的非线性复合绝缘材料在IGBT局部电场优化中的应用。针对IGBT宽频率和温度范围的工作需求,深入研究了复合材料在不同频段下介电性能的温度依赖性。首先,选取碳化硅晶须(SiCw)作为非线性电导填料,在5种不同辅助场强下制备了复合绝缘材料。在此基础上,通过X射线衍射定量表征了填料在基体中的取向程度。进一步研究了S1(100 Hz

关键词： IGBT 介电泳不同频段不同温度介电性能

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三维多孔氮化铝/环氧树脂复合材料的导热与电性能

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复合材料学报 2023年第6期40卷 3341-3349页

作者：王绪彬张昌海张天栋迟庆国哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080 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

环氧树脂(EP)是一种典型的电子封装绝缘材料,但其导热系数(小于0.2 W/(m·K))较低,提高其导热性是解决电子器件散热问题的有效办法。本文通过构筑三维多孔的氮化铝骨架(3D-AlN),制备得到3DAlN/EP复合材料。SEM形貌和XRD物相表征结... 详细信息

环氧树脂(EP)是一种典型的电子封装绝缘材料,但其导热系数(小于0.2 W/(m·K))较低,提高其导热性是解决电子器件散热问题的有效办法。本文通过构筑三维多孔的氮化铝骨架(3D-AlN),制备得到3DAlN/EP复合材料。SEM形貌和XRD物相表征结果证实3D-AlN骨架及3D-AlN/EP复合材料的成功制备。利用TGA精确测量3D-AlN骨架所占复合材料的质量分数,通过与含有不同含量随机分布的AlN/EP(Random AlN/EP)复合材料对比发现,3D-AlN/EP复合材料的导热系数要高于Random AlN/EP复合材料,45.48wt%3DAlN/EP复合材料的室温(25℃)导热系数为1.00 W/(m·K),是纯EP(0.18 W/(m·K))的5.6倍。利用理论模型(Fogyel、Agari)计算复合材料的界面热阻,发现3D-AlN/EP复合材料相比于Random AlN/EP具有更低的填料与填料间界面热阻,分别为2.704×10^(5)K·W^(−1)、4.019×10^(5)K·W^(−1)。电性能测试结果表明,45.48wt%3D-AlN/EP复合材料具良好的介电性能及绝缘性能(体积电阻率为4.16×10^(11)Ω·cm)。本研究从封装绝缘材料改性角度为电子器件散热问题提供了一种有效解决方案。

关键词：环氧树脂复合材料三维网络导热电性能电子封装

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核壳结构SiCNWs@SiO_(2)/PVDF复合材料的制备与介电储能特性

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材料导报 2023年第11期37卷 190-200页

作者：苏宇翁凌王小明关丽珠张笑瑞哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150080 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150040

为了加速新能源电子器件向微型化和集成化的方向发展,提高电子器件内部介电复合材料的性能至为重要,介电复合材料的介电性能和储能性能直接影响电子器件的质量,如何提高介电复合材料的介电性能和储能性能等引起了研究者们的广泛关注。... 详细信息

为了加速新能源电子器件向微型化和集成化的方向发展,提高电子器件内部介电复合材料的性能至为重要,介电复合材料的介电性能和储能性能直接影响电子器件的质量,如何提高介电复合材料的介电性能和储能性能等引起了研究者们的广泛关注。以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,碳化硅纳米线(SiCNWs)和核壳结构碳化硅纳米线@二氧化硅(SiCNWs@SiO_(2))为填料,通过溶液共混相转换法及热压工艺制备出一系列的SiCNWs/PVDF二元复合材料和SiCNWs@SiO_(2)/PVDF复合材料。探究介电纳米填料的表面修饰对PVDF基复合材料的微观结构、宏观介电性能和储能性能等的影响。实验结果表明,硅烷偶联剂KH550成功改性SiCNWs;通过一步法热氧化工艺成功制备出具有典型核壳结构的SiCNWs@SiO_(2)纳米线,SiO_(2)壳层的厚度随着SiCNWs热氧化时间的延长而增大,当SiCNWs热氧化时间为10 h,SiO_(2)壳层的厚度为6.5 nm;采用相转换法和热压处理成功制备一系列的SiCNWs/PVDF二元复合材料和SiCNWs@SiO_(2)/PVDF复合材料,SiCNWs和SiCNWs@SiO_(2)与PVDF基体成功复合;当SiCNWs掺杂量较大时,SiCNWs/PVDF二元复合材料出现明显的团聚现象,核壳结构SiCNWs@SiO_(2)纳米线的引入,有效地提升纳米填料在聚合物基体中的分散性。对比纯PVDF,SiCNWs的引入大幅度提高了复合材料的介电常数,但其介电损耗和电导率较大。将核壳结构SiCNWs@SiO_(2)纳米线嵌入PVDF基体中,使复合材料在保持高介电常数的同时不同程度地降低了介电损耗和电导率,同时复合材料的击穿强度也有较大的提升。25%(质量分数)SiCNWs@SiO_(2)/PVDF(10 h)复合材料在极限电场强度下获得的最大放电能量密度分别为0.111 J/cm 3,获得的放电效率分别为53.06%,有效提升了复合材料的储能性能。

关键词：聚偏氟乙烯碳化硅纳米线核壳结构介电性能储能密度

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BN和Al_(2)O_(3)@BaTiO_(3)纤维协同改性聚偏氟乙烯复合材料的介电与导热性能

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复合材料学报 2023年第6期40卷 3312-3321页

作者：杨萌邓伟李婉玉孟令欣胡思远哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150040 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

对于介电储能材料,兼具高介电、高击穿和高导热的研究备受关注。本文采用高温煅烧制备羟基化氮化硼纳米片(BN)和静电纺丝制备负载氧化铝的钛酸钡纤维(Al_(2)O_(3)@BaTiO_(3)),共同填充聚偏氟乙烯(PVDF)并流延热压获得复合材料,研究了BN... 详细信息

对于介电储能材料,兼具高介电、高击穿和高导热的研究备受关注。本文采用高温煅烧制备羟基化氮化硼纳米片(BN)和静电纺丝制备负载氧化铝的钛酸钡纤维(Al_(2)O_(3)@BaTiO_(3)),共同填充聚偏氟乙烯(PVDF)并流延热压获得复合材料,研究了BN和Al_(2)O_(3)@BaTiO_(3)协同作用对PVDF基复合材料结构和性能的影响。结果表明,Al_(2)O_(3)@BaTiO_(3)纤维能够桥接BN纳米片,使复合填充的BN-Al_(2)O_(3)@BaTiO_(3)/PVDF材料表现出优于纯PVDF和BN/PVDF的力学、介电及导热性能。随着Al_(2)O_(3)@BaTiO_(3)纤维含量增加,BN-Al_(2)O_(3)@BaTiO_(3)/PVDF材料的介电常数和导热系数增大,拉伸强度和击穿场强先增大后减小。当Al_(2)O_(3)@BaTiO_(3)含量为5wt%时,BN-Al_(2)O_(3)@BaTiO_(3)/PVDF复合材料的击穿场强最大达到253.9 kV/mm,是纯PVDF的2.43倍;此时拉伸强度、介电常数(1 kHz)和导热系数也提升至41.23 MPa、12.1和0.508 W/(m·K),较纯PVDF分别提高了10.8%、44.0%和185.4%。

关键词：聚偏氟乙烯氮化硼纳米片钛酸钡纤维氧化铝介电性能导热系数

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氮化铝绝缘层改性的聚偏氟乙烯基复合薄膜储能性能研究

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中国电机工程学报 2023年第21期43卷 8550-8558页

作者：刘鹏张天栋张昌海冯宇张月李长明迟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

聚偏氟乙烯(poly(vinylidene fluoride),PVDF)及其共聚物因具有高介电常数而备受关注,然而高电场下严重极化损耗和电导损耗限制了其更广泛的应用。在该研究中,应用磁控溅射技术将氮化铝(aluminum nitride,AlN)薄层沉积到聚(偏氟乙烯–... 详细信息

聚偏氟乙烯(poly(vinylidene fluoride),PVDF)及其共聚物因具有高介电常数而备受关注,然而高电场下严重极化损耗和电导损耗限制了其更广泛的应用。在该研究中,应用磁控溅射技术将氮化铝(aluminum nitride,AlN)薄层沉积到聚(偏氟乙烯–三氟乙烯–氯氟乙烯)(poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorofluoroethylene),P(VDF-TrFE-CFE),PVTC)薄膜表面,并制备三明治结构复合薄膜AlN/PVTC/AlN(APA)和多层复合薄膜AlN/PVTC/AlN/PVTC/AlN(APAPA)。系统地研究AlN薄层对PVTC薄膜储能性能的影响规律。实验结果表明,APAPA复合薄膜表现出较优异的介电和储能特性,其相对介电常数达到11.28(103Hz),是纯PVTC的1.49倍,介电损耗仍保持较低水平(tanδ=0.016)。此外,施加530kV/mm电场时,薄膜储能密度和效率分别达到16.62J/cm^(3)和63.8%,明显优于纯PVTC薄膜。由于宽禁带AlN薄层可以抑制电极处电荷注入及其在薄膜内部传输及热压工艺导致复合薄膜的晶相转变,使储能性能得到提升。该文所作研究为提高含氟铁电聚合物薄膜的储能性能提供一种表面改性方法。

关键词： P(VDF-TrFE-TFE) 磁控溅射氮化铝热压多层结构储能性能

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基于定向冷冻技术构建的多孔材料及其应用

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材料导报 2023年第5期37卷 63-73页

作者：俞彦飞王暄高鑫宁锋张浩鹏岳红彦哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学电介质及其应用重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150040

定向冷冻技术是将原材料、溶剂及添加剂均匀混合,利用溶剂的“液-固-气”相转变获得多孔材料的一种方法,具有操作简便和绿色环保等优点。与通常的造孔技术不同,定向冷冻技术可实现对物理、化学和力学性能的高度控制,所制备的材料具有定... 详细信息

定向冷冻技术是将原材料、溶剂及添加剂均匀混合,利用溶剂的“液-固-气”相转变获得多孔材料的一种方法,具有操作简便和绿色环保等优点。与通常的造孔技术不同,定向冷冻技术可实现对物理、化学和力学性能的高度控制,所制备的材料具有定向排列的孔隙和不同层面上的分级结构。这种技术被广泛应用于制备具有各向异性的无机、有机、杂化和碳质多孔材料。此外,该方法还可以扩展到模拟天然结构的仿生材料中,以组装具有优异力学和物理特征的多孔复合材料,在环境、能源、热管理和生物医学等领域具有广阔的应用前景。本文从定向冷冻技术的来源以及原理出发,根据单颗粒及多颗粒的受力模型揭示了定向结构的形成机理,分析了溶质、溶剂、温度梯度和添加剂等对材料结构以及性能的影响。另外,根据前驱体材料掺杂改性的不同手段,介绍了一步法与两步法制备定向结构的特点。同时,总结了定向冷冻技术在污染物吸附、能量储存与转换、结构材料、热管理和生物材料等方面的研究进展,最后指出了当前研究中亟需解决的问题,并展望了其未来的发展方向。

关键词：多孔材料定向冷冻冰模板各向异性

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极性分子的结构异同性对接枝改性交联聚乙烯材料直流电性能的影响

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电工技术学报 2024年第1期39卷 34-44页

作者：王凯赵新东郑海峰杨旭邵满志赵洪王暄工程电介质及其应用技术教育部重点实验室(哈尔滨理工大学) 哈尔滨150080 哈尔滨哈普电气技术有限责任公司哈尔滨150040

为改善高压直流电缆运行过程中绝缘层材料的电导率对温度与电场强度敏感性所导致的电场反转问题,以及直流高压长时间作用下的空间电荷积聚现象,该文采用极性基团接枝改性的方式提升交联聚乙烯(XLPE)材料的直流电性能。由于接枝单体一般... 详细信息

为改善高压直流电缆运行过程中绝缘层材料的电导率对温度与电场强度敏感性所导致的电场反转问题,以及直流高压长时间作用下的空间电荷积聚现象,该文采用极性基团接枝改性的方式提升交联聚乙烯(XLPE)材料的直流电性能。由于接枝单体一般为沸点较低的极性小分子化合物,为避免材料在接枝过程中单体的气化损失,首先通过平行双螺杆挤出机配合低温高压计量泵装置实现熔融接枝反应。将丙烯酸酯类小分子化合物(丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA))分别预先接枝到低密度聚乙烯(LDPE)大分子链上制备接枝材料,通过红外光谱测试分析得出接枝单体皆成功接枝到LDPE大分子链上,熔融指数与凝胶含量测定表明材料的流变性能并未发生显著改变,X射线衍射测试与扫描电子显微镜观测发现接枝改性材料的结晶特性保持与基础树脂相似。进一步对三种接枝母料按一定比例稀释并完成交联过程,通过变温直流电导测试发现三种接枝改性材料的电导率-温度敏感性均出现不同程度的下降,综合高温空间电荷测试可以得出,接枝MA的XLPE材料电导率-温度敏感性下降幅度最大、空间电荷分布特性优异;结合第一性原理仿真计算可以进一步得到,三种接枝单体改性XLPE模型的陷阱能级较为一致,其直流电性能的改善效果与接枝单体的静电势分布存在显著关联。

关键词：交联聚乙烯接枝改性丙烯酸酯电导率-温度敏感性静电势分布

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接枝改性XLPE绝缘材料宽场域下的空间电荷与电导特性

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电工技术学报 2024年

作者：杨旭程功张城城杨佳明李春阳赵洪王暄工程电介质及其应用技术教育部重点实验室(哈尔滨理工大学)

为探讨接枝改性对交联聚乙烯（XLPE）电荷输运行为的影响，在宽电场和宽温度场范围内，以XLPE和引入深陷阱基团的接枝改性交联聚乙烯（GXLPE）为研究对象，测试其在不同温度、电场下的空间电荷与电导特性。结果表明，XLPE中的电荷输运... 详细信息

为探讨接枝改性对交联聚乙烯（XLPE）电荷输运行为的影响，在宽电场和宽温度场范围内，以XLPE和引入深陷阱基团的接枝改性交联聚乙烯（GXLPE）为研究对象，测试其在不同温度、电场下的空间电荷与电导特性。结果表明，XLPE中的电荷输运行为基本遵循空间电荷限制电流（SCLC）理论，电荷输运特性随外施电场升高分为欧姆区、陷阱限制空间电荷限制电流（TL-SCLC）区和陷阱充满空间电荷限制电流（TF-SCLC）区。随着温度升高，电荷输运机制转变的阈值电场强度向低电场方向移动，TF-SCLC区XLPE中出现严重的电荷包迁移现象。接枝改性后，在测试范围内，GXLPE电导特性仅表现出欧姆区和TL-SCLC区，接枝形成的深陷阱即使在120 kV/mm和90℃的电-热联合场作用下依然能够有效地抑制载流子迁移，表现出稳定的电导电流抑制效果。

关键词：交联聚乙烯接枝改性宽场域空间电荷特性电导特性

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