检索结果-内蒙古大学图书馆

复合材料学报 2019年第4期36卷 801-810页

作者：高俊国赵贺李霞郭宁张晓虹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哈尔滨150080

以低密度聚乙烯(LDPE)为聚合物基体,通过熔融共混的方式填充不同粒径的纳米SiO_2无机颗粒,制备纳米SiO_2/LDPE复合材料,研究提高聚乙烯电绝缘性能的纳米改性方法和机制。利用SEM表征纳米SiO_2在LDPE基体中的微观形态和分散程度,采用DSC... 详细信息

以低密度聚乙烯(LDPE)为聚合物基体,通过熔融共混的方式填充不同粒径的纳米SiO_2无机颗粒,制备纳米SiO_2/LDPE复合材料,研究提高聚乙烯电绝缘性能的纳米改性方法和机制。利用SEM表征纳米SiO_2在LDPE基体中的微观形态和分散程度,采用DSC和偏光显微镜(PLM)分析纳米SiO_2对LDPE基体结晶度和结晶形态的影响,通过热刺激电流法(TSC)分析纳米SiO_2/LDPE复合材料的陷阱密度和陷阱能级,并结合电击穿的Weibull分布研究纳米复合材料的击穿机制。研究结果表明:纳米SiO_2填充可以改变复合材料结晶度,进而增加LDPE基体本征结构缺陷和陷阱密度,同时填充纳米SiO_2颗粒可引入比LDPE基体本征陷阱更深的陷阱能级,纳米SiO_2填充颗粒引入的陷阱能级深度随着复合材料结晶度的增加而先增大后减小,填充浓度3wt%时可最有效地通过俘获载流子而抑制电击穿过程,纳米SiO_2/LDPE复合材料的击穿场强达到最高值。与60nm SiO_2颗粒相比,30nm SiO_2填充颗粒具有更高的比表面积,界面电极化导致更高的介电常数,更高密度的纳米界面深陷阱态对于提高电击穿场强更有效。当填充浓度为5wt%时,纳米颗粒的团聚作用导致纳米复合材料的击穿强度降低。基于电双层理论提出了电子捕捉模型和界面结构模型,合理阐释了纳米SiO_2/LDPE复合材料的微观陷阱特性及宏观电击穿机制。

关键词：聚合物纳米复合材料界面模型陷阱特性介电特性电击穿 Weibull分布

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交联聚乙烯接枝氯乙酸烯丙酯直流介电性能

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电工技术学报 2018年第18期33卷 4372-4381页

作者：付一峰陈俊岐赵洪杨佳明韩宝忠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

为改善交联聚乙烯(XLPE)的直流介电性能,本文以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,在低密度聚乙烯(LDPE)在发生交联反应的同时将含有极性基团的氯乙酸烯丙酯(CAAE)接枝在其大分子链上,并对制备的接枝材料(XLPE-g-CAAE)在空间电荷、电导和击... 详细信息

为改善交联聚乙烯(XLPE)的直流介电性能,本文以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,在低密度聚乙烯(LDPE)在发生交联反应的同时将含有极性基团的氯乙酸烯丙酯(CAAE)接枝在其大分子链上,并对制备的接枝材料(XLPE-g-CAAE)在空间电荷、电导和击穿等直流介电性能方面进行研究。实验结果表明,CAAE已成功接枝在XLPE大分子链上,且接枝CAAE后对材料的交联度和结晶性能影响极小;与XLPE相比,XLPE-g-CAAE抑制空间电荷形成的能力明显增强,并且具有更低的电导电流和更高的击穿场强。当CAAE的质量分数为1.5%时,试样具有最佳的直流介电性能。分析认为CAAE中的极性基团在材料中引入位置固定、均匀致密分布的深陷阱,使电子或空穴入陷形成荷电点阵及库仑力场,可以抑制电荷的注入和载流子迁移。本文的研究对于直流电力电缆绝缘材料的研发具有一定的参考价值。

关键词：交联聚乙烯氯乙酸烯丙酯接枝空间电荷

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纳米MgO/LDPE及SiO_2/LDPE复合介质潮气吸附机制及其对直流电导特性的影响

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复合材料学报 2018年第7期35卷 1832-1840页

作者：杨佳明赵洪郑昌佶郭晓飞王暄韩宝忠吕洪雷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

为了研究纳米复合介质的吸潮特性及其对介电性能的影响,应用Materials Studio仿真分析MgO及SiO_2纳米粉末对水分子的吸附能,探讨了相关的吸潮机制及纳米MgO和纳米SiO_2粉末的吸潮特性,对吸潮前后MgO/低密度聚乙烯(LDPE)和SiO_2/LDPE复... 详细信息

为了研究纳米复合介质的吸潮特性及其对介电性能的影响,应用Materials Studio仿真分析MgO及SiO_2纳米粉末对水分子的吸附能,探讨了相关的吸潮机制及纳米MgO和纳米SiO_2粉末的吸潮特性,对吸潮前后MgO/低密度聚乙烯(LDPE)和SiO_2/LDPE复合介质介电性能的变化进行了试验研究。研究结果表明,水分子在氧化物表面的吸附点位主要是O原子,由于纳米SiO_2属无定形,水分子可渗入SiO_2纳米粒子内部与更多的O原子形成吸附作用,纳米SiO_2具有更大的吸潮量。由于纳米MgO对水分子的吸附能大于纳米SiO_2对水分子的吸附能,水分子更难被移除。纳米MgO/LDPE和纳米SiO_2/LDPE复合介质较LDPE更易吸潮,其原因是纳米粒子吸附水分子能力较强所致。吸潮对MgO/LDPE和纳米SiO_2/LDPE复合介质的介电性能有较大影响,吸潮后复合介质的电流密度值明显上升,水分子的存在可能破坏了原有界面区的紧密结构和荷电特性,削弱了复合介质对载流子迁移的抑制能力。当测试温度增加至60℃以上,受潮后复合介质吸附的水分子基本被移除,纳米MgO/LDPE和SiO_2/LDPE复合介质的电流密度值恢复到同干燥试样的电流密度值基本一致。

关键词：复合介质纳米SiO2 纳米MgO 潮气介电性能

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交联聚乙烯/蒙脱土纳米复合物空间电荷特性研究

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高分子学报 2013年第1期23卷 126-133页

作者：高俊国张豪李丽丽张静郭宁张晓虹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

以十八烷基氯化铵处理的有机化蒙脱土(O-MMT)为无机纳米相,以低密度聚乙烯(LDPE)作为基体聚合物,以马来酸酐接枝聚乙烯(PEMA)为相容剂,以双叔丁基过氧化二异丙基苯BIPB为交联剂,通过熔融插层复合后再进行化学交联的"两步法",... 详细信息

以十八烷基氯化铵处理的有机化蒙脱土(O-MMT)为无机纳米相,以低密度聚乙烯(LDPE)作为基体聚合物,以马来酸酐接枝聚乙烯(PEMA)为相容剂,以双叔丁基过氧化二异丙基苯BIPB为交联剂,通过熔融插层复合后再进行化学交联的"两步法",制备了交联聚乙烯/有机化蒙脱土(XLPE/O-MMT)纳米复合物.利用电声脉冲法(PEA)试验研究了不同蒙脱土含量的XLPE/O-MMT纳米复合物的空间电荷特性.实验结果表明,与纯XLPE相比,含一定比例O-MMT的XLPE/O-MMT纳米复合物具有不同程度抑制空间电荷的能力.当O-MMT含量为0.5%～1%时,其纳米复合物的空间电荷量最小;在O-MMT含量为3%～7%的范围内,随O-MMT含量的增加,XLPE/O-MMT纳米复合物中空间电荷量逐渐增大,但仍低于纯XLPE中的空间电荷量.通过热激电流(TSC)实验证实,与XLPE相比,XLPE/O-MMT纳米复合物的TSC峰均不同程度地向高温方向偏移,说明纳米复合材料的陷阱深度增加.当O-MMT含量为1 wt%时,TSC曲线所包围的面积最小,相应地,其陷阱密度最小;而随着O-MMT含量的增加,XLPE/O-MMT纳米复合物的TSC曲线所包围面积逐渐增大,说明其陷阱密度有所增加.绝缘电导率的试验结果进一步支持了上述观点.

关键词：交联聚乙烯有机化蒙脱土纳米复合物空间电荷热激电流绝缘电导率

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SiO_(2)粒子的尺度因素对聚乙烯基复合材料的结晶行为及电学性能的影响

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复合材料学报 2022年第2期39卷 645-655页

作者：姜洪涛张晓虹高俊国郭宁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

分别选用粒径分别为1μm、30 nm和100 nm的SiO_(2)粒子作添加粒子,以低密度聚乙烯(LDPE)为基体,制备三种SiO_(2)/LDPE复合材料。对各复合材料的结晶行为进行分析,分析各材料的结晶度,同时对每种材料在频率影响下的相对介电常数εr和损... 详细信息

分别选用粒径分别为1μm、30 nm和100 nm的SiO_(2)粒子作添加粒子,以低密度聚乙烯(LDPE)为基体,制备三种SiO_(2)/LDPE复合材料。对各复合材料的结晶行为进行分析,分析各材料的结晶度,同时对每种材料在频率影响下的相对介电常数εr和损耗因子tanδ变化情况进行研究,并探究了各材料的电导电流及空间电荷特性。结果表明,添加粒子的尺寸越小,其所形成的复合材料的晶体尺寸与间距就越小。添加30 nm SiO_(2)粒子后,材料结晶度增加显著;添加100 nm SiO_(2)粒子所构成的微观结构能有效限制分子链运动,使复合材料极化建立困难;大尺寸粒子的添加会对原有结晶结构造成破坏,形成的新结晶结构能促进载流子的迁移;这三种SiO_(2)粒子中,30 nm SiO_(2)粒子的添加能有效抑制空间电荷,100 nm SiO_(2)粒子的加入,则会造成电极附近的异极性电荷积聚。

关键词：不同尺寸无机填料 SiO_(2) 结晶行为电学性能

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基于阻性电流和护层电流的交叉互联电缆绝缘监测及诊断

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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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聚丙烯中电树枝生长机理研究

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物理学报 2014年第17期63卷 298-305页

作者：迟晓红高俊国郑杰张晓虹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哈尔滨150080

耐电树枝老化特性是表征聚合物绝缘材料介电性能的重要参数之一.聚丙烯(PP)是典型半结晶聚合物,其复杂的非均匀聚集态结构影响电树枝的生长.本文对PP及加入成核剂的PP试样进行了耐电树枝化性能实验,通过偏光显微镜(PLM)及差示扫描量热法... 详细信息

耐电树枝老化特性是表征聚合物绝缘材料介电性能的重要参数之一.聚丙烯(PP)是典型半结晶聚合物,其复杂的非均匀聚集态结构影响电树枝的生长.本文对PP及加入成核剂的PP试样进行了耐电树枝化性能实验,通过偏光显微镜(PLM)及差示扫描量热法(DSC)分析加入成核剂前后PP的结晶形态、结晶度以及结晶结构对电树枝生长特征的影响.以相界面自由能的热驱动作用以及放电雪崩理论为基础,对电树枝生长的热力学和动力学机理进行分析,阐明电场分布对电树枝生长的重要作用.根据半结晶材料的结晶相和非晶相的物理性能,建立材料内部电场分布计算模型,模拟针-板电极条件下聚合物材料内部的局域电场分布情况,分析了电树枝通道的动力学生长特征,探讨了成核剂改变PP的结晶结构抑制电树枝沿电场生长的作用.

关键词：电树枝聚丙烯(PP) 热力学动力学

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粒子群优化极限学习机的短路电流预测技术

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电机与控制学报 2022年第1期26卷 68-76页

作者：王梦娇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

针对传统极限学习机预测模型精度低和稳定性能差的问题,提出了一种利用粒子群算法优化极限学习机的短路电流峰值预测模型。建立超高压输电线路仿真模型,分析短路故障波形特点,获取全相角短路故障电流历史数据,利用平均相对误差、均方根... 详细信息

针对传统极限学习机预测模型精度低和稳定性能差的问题,提出了一种利用粒子群算法优化极限学习机的短路电流峰值预测模型。建立超高压输电线路仿真模型,分析短路故障波形特点,获取全相角短路故障电流历史数据,利用平均相对误差、均方根误差、灰色绝对关联度三种精度检验法作为粒子群算法的适应度函数,构建粒子群算法与极限学习机算法相结合的电流预测模型。实验结果表明,以灰色绝对关联度作为适应度函数的粒子群优化极限学习机算法,对短路电流峰值预测精度较高、速度较快,当故障点位置未知时,采用粒子群优化极限学习机算法依然可以准确预测短路电流峰值,提升了算法应用的实际意义,为超、特高压线路快速限制、消除短路故障奠定理论基础。

关键词：粒子群算法极限学习机短路电流峰值预测灰色绝对关联度适应度函数

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500kV电力变压器匝间绝缘模型线圈的电老化特性

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电机与控制学报 2017年第3期21卷 17-24页

作者：魏新劳李林骜聂洪岩裴震王永红陈庆国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

针对变压器匝间绝缘是电力变压器损坏事故中的主要损坏部位的问题,设计并制作了500 k V电力变压器匝间绝缘的线圈模型,研究匝间绝缘的电老化特性。根据模型线圈预试验的结果,确定了实验方案,并基于极大似然法思想确定求取反幂模型中的... 详细信息

针对变压器匝间绝缘是电力变压器损坏事故中的主要损坏部位的问题,设计并制作了500 k V电力变压器匝间绝缘的线圈模型,研究匝间绝缘的电老化特性。根据模型线圈预试验的结果,确定了实验方案,并基于极大似然法思想确定求取反幂模型中的参数方法;最后求取不同数据量下的参数值。分析结果表明:不同数据量下所求得的参数值不同,若使电压寿命指数N不出现异常值,至少需要在4种电压持续时间下进行实验;在10种电压持续时间下可得到可靠的电压寿命指数N,其值为13.38。最终通过简单计算及仿真分析求得了老化寿命与电场强度间的反幂模型,用于指导实际变压器的生产设计。

关键词： 500 kV电力变压器电老化匝间绝缘模型线圈电压寿命指数

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纳米复合聚乙烯材料中的两相界面及其荷电行为

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高电压技术 2017年第9期43卷 2781-2790页

作者：赵洪闫志雨杨佳明郑昌佶王暄韩宝忠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

纳米复合聚烯烃绝缘材料有望在未来应用于高压直流电缆的制造,但纳米粒子改善介质电性能的根本机制尚未完全清楚。一般认为,在纳米复合聚烯烃介质中,纳米粒子与聚合物之间形成的两相界面对材料的宏观性能起到了关键性作用。Lewis和Takad... 详细信息

纳米复合聚烯烃绝缘材料有望在未来应用于高压直流电缆的制造,但纳米粒子改善介质电性能的根本机制尚未完全清楚。一般认为,在纳米复合聚烯烃介质中,纳米粒子与聚合物之间形成的两相界面对材料的宏观性能起到了关键性作用。Lewis和Takada分别基于胶体化学和静电学理论提出了不同的纳米复合介质中的界面模型,Tanaka根据经过表面处理的纳米粒子与聚合物基体之间的可能关系,提出了多核模型。这些模型都强调了界面对电荷的存储作用,认为复合介质通过存储电荷来改善介电性能。该文综合了国内外研究人员对纳米复合聚乙烯介质界面区微观表征的一些成果,研究人员的研究成果表明:静电力显微镜、同步辐射小角X射线散射、Zeta电位测量等方法和技术,可以作为探测纳米复合介质中的界面荷电现象的可行的手段。多种方法研究表明:在未经极化的Si O2、Al2O3复合聚乙烯体系中观测到了界面荷电分布,符合Lewis的界面荷电模型;而未经极化的Mg O复合体系中未探测到界面荷电现象。热刺激电流(TSC)测试表明复合体系的共同之处是形成均匀致密分布的深陷阱,而且材料的空间电荷抑制特性与这些深陷阱的存在密切相关。在纳米粒子与聚乙烯的复合物中,不论是纳米粒子与聚乙烯直接接触荷电,还是通过外场极化形成界面荷电,都可以理解成电荷入陷深陷阱,深陷阱界面荷电区激发的库仑场,是体系抑制空间电荷注入与改善直流电性的可能机制。

关键词：纳米复合介质陷阱界面空间电荷静电力显微镜

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