检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2022年第13期37卷 3413-3421页

作者：程宽赵洪峰周远翔新疆大学电气工程学院电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室乌鲁木齐830046 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

ZnO压敏电阻是避雷器的核心部件,其性能的好坏直接影响着避雷器的电气性能。因此,该文致力于通过B_(2)O_(3)的掺杂以改善直流ZnO压敏电阻的非线性和高荷电率下的老化稳定性,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电容-电压(C-V)... 详细信息

ZnO压敏电阻是避雷器的核心部件,其性能的好坏直接影响着避雷器的电气性能。因此,该文致力于通过B_(2)O_(3)的掺杂以改善直流ZnO压敏电阻的非线性和高荷电率下的老化稳定性,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电容-电压(C-V)等特性测试研究B_(2)O_(3)掺杂对直流ZnO压敏电阻的微观结构和电气特性的影响。然后,在115℃、0.95E;的条件下对直流ZnO压敏电阻进行1000h的直流加速老化试验,以验证其在高荷电率下的老化稳定性。试验结果表明,B_(2)O_(3)的掺杂提高了晶界层的势垒高度,改善了直流ZnO压敏电阻的非线性特性,并降低了其在高荷电率下的老化系数。

关键词：荷电率非线性势垒高度老化系数

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油、纸老化状态对油纸绝缘中空间电荷的影响特性研究

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中国科学：技术科学 2023年第4期53卷 589-600页

作者：周远翔张兴晋黄欣王慧娟薛磊新疆大学电气工程学院电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室乌鲁木齐830047 清华大学电机系电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

高压直流输电系统出现潮流反转时,换流变压器会经受极性反转电压,内部积聚的空间电荷导致电场畸变,威胁绝缘安全.为了探究油、纸二者在老化过程中对油纸试样空间电荷的作用,将130℃, 140℃, 150℃, 160℃加速热老化实验后的油纸试样解耦... 详细信息

高压直流输电系统出现潮流反转时,换流变压器会经受极性反转电压,内部积聚的空间电荷导致电场畸变,威胁绝缘安全.为了探究油、纸二者在老化过程中对油纸试样空间电荷的作用,将130℃, 140℃, 150℃, 160℃加速热老化实验后的油纸试样解耦,即取出部分老化油纸试样中的绝缘油保存,用石油醚浸泡除去油浸纸试样中残留的变压器油,进而制备出老化变压器油浸渍的未老化绝缘纸及未老化变压器油浸渍的老化绝缘纸试样.油、纸二者耐热等级不同,其在高温热老化时,随着老化温度的升高,会发生不同的物理化学反应,利用电声脉冲法测量了不同油纸组合在极性反转电压下的空间电荷特性,讨论了高温老化及变压器油老化、绝缘纸老化对极性反转电压下油纸绝缘系统的影响.实验结果表明,极性反转前,变压器油老化与油纸共同老化对油纸复合绝缘空间电荷特性具有相同的影响,均在地电极附近出现同极性电荷的积聚,随着老化状态的加深,同极性电荷积聚现象逐渐明显,去极化时电荷消散速率变慢;绝缘纸老化对油纸复合绝缘空间电荷特性的影响与油老化截然相反,在试样地电极附近出现了异极性电荷的积聚,试样内部电荷积聚现象未随着绝缘纸老化状态的加深而发生明显的变化.综上可知,油老化状态对油纸复合绝缘电气性能的影响占据主导地位,本研究可为工程中换油研究提供实验依据.

关键词：油纸绝缘油老化纸老化极性反转空间电荷

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氮化硼纳米片改性硅橡胶的直流电气与力学性能

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高电压技术 2024年第1期50卷 302-312页

作者：周远翔闫晨宁张云霄朱小倩新疆大学电气工程学院电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室风光储分室乌鲁木齐830047 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 福州大学电气工程与自动化学院福州350108

日益提升的高压直流输电电压等级对直流电缆附件用硅橡胶的电气性能提出了更高的要求,为了探究具有优良直流电气性能的复合硅橡胶材料,文中制备了填充不同质量分数的聚多巴胺修饰氮化硼纳米片改性硅橡胶,对比分析了不同填充量下复合硅... 详细信息

日益提升的高压直流输电电压等级对直流电缆附件用硅橡胶的电气性能提出了更高的要求,为了探究具有优良直流电气性能的复合硅橡胶材料,文中制备了填充不同质量分数的聚多巴胺修饰氮化硼纳米片改性硅橡胶,对比分析了不同填充量下复合硅橡胶的直流电气性能。结果表明:填充氮化硼纳米片可以有效抑制硅橡胶的空间电荷积聚现象,试样的直流击穿场强随填充量的提高呈现先增大后减小的趋势,在填充量(质量分数,下同)为15%时达到最大值,相比纯硅橡胶提升23.2%,直流电导率先减小后增大,在填充量为15%时取得最小值;除此之外,当填充量为15%时,试样的拉伸强度较纯硅橡胶提升了38.3%,试样的断裂伸长率仅下降2.7%,基本保持了原有的断裂伸长率;经聚多巴胺修饰的氮化硼纳米片复合硅橡胶相比于未经表面修饰的氮化硼纳米片复合材料,其直流电气和力学性能都有显著提高。综合分析,填充量为15%时复合材料具有较好的综合性能。

关键词：硅橡胶电缆附件直流电气性能氮化硼纳米片力学性能

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交直流复合电压下热老化油纸绝缘空间电荷特性

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高电压技术 2022年第12期48卷 4800-4808页

作者：黄欣周远翔张灵张云霄滕陈源薛磊新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京100084 新疆大学电气工程学院电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室风光储分室乌鲁木齐830047

换流变压器阀侧绝缘长期承受交直流复合电压的作用。为了研究油纸绝缘在交直流复合电压下空间电荷特性,该文开展了油纸绝缘加速热老化试验,搭建复合电压下电声脉冲法空间电荷测量系统,测量交流、直流以及交直流复合电压下油纸绝缘内部... 详细信息

换流变压器阀侧绝缘长期承受交直流复合电压的作用。为了研究油纸绝缘在交直流复合电压下空间电荷特性,该文开展了油纸绝缘加速热老化试验,搭建复合电压下电声脉冲法空间电荷测量系统,测量交流、直流以及交直流复合电压下油纸绝缘内部空间电荷积聚和消散情况,并进一步计算得到油纸绝缘陷阱深度。研究结果表明,不同老化状态的油纸绝缘在交直流复合电压下均出现铝电极附近的负极性空间电荷积聚,老化的油纸绝缘由于正负电荷不同的注入迁移特性,在交流电压下同样出现负极性空间电荷积聚;随着老化时间的增加,油纸绝缘中积聚的空间电荷先减少后增加;与直流极化相比,交直流复合电压极化后老化油纸绝缘的平均陷阱深度更大。

关键词：油纸绝缘空间电荷交直流复合电压热老化陷阱

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热-力联合老化对硅橡胶交联网络及力学和耐电特性的影响

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电工技术学报 2022年第17期37卷 4474-4486页

作者：周远翔张征辉张云霄朱小倩黄猛新疆大学电气工程学院电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室乌鲁木齐830047 清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

为了探究热-机械应力共同作用对电缆附件硅橡胶绝缘性能的影响,该文设计并开展了硅橡胶的热-力联合老化试验,对比分析了老化前后硅橡胶的力学性能、电气性能和微观结构。结果表明:随着老化程度的加剧,试样拉伸强度和断裂伸长率下降,硬... 详细信息

为了探究热-机械应力共同作用对电缆附件硅橡胶绝缘性能的影响,该文设计并开展了硅橡胶的热-力联合老化试验,对比分析了老化前后硅橡胶的力学性能、电气性能和微观结构。结果表明:随着老化程度的加剧,试样拉伸强度和断裂伸长率下降,硬度增加;老化后试样的击穿强度整体上呈现先增加后降低的趋势,在老化时间一定的情况下,击穿强度随着拉伸应力的增大而减小,相对介电常数逐渐增加。结合交联密度和红外光谱测试结果分析认为,在老化前期,硅橡胶主链间发生氧化交联反应,自由体积和载流子迁移率减小,击穿强度增加;老化后期,交联体系结构和分子链被破坏,自由体积和载流子迁移率增大,击穿强度下降。在机械应力耦合作用下,卷曲的分子链沿着机械应力方向被拉伸,且处于拉伸状态的分子链在高温作用下更容易发生断裂,造成材料绝缘性能的进一步劣化,为电缆附件硅橡胶老化状态评估提供了一定的理论依据。

关键词：硅橡胶热-力联合老化力学性能击穿特性介电性能

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纳米MgO/环氧树脂复合材料的陷阱特性及对电树枝特性的影响研究

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电工技术学报 2022年第21期37卷 5562-5569页

作者：程子霞邢威威张云霄周远翔滕陈源郑州大学电气工程学院郑州450001 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(新疆大学电气工程学院)风光储分室乌鲁木齐830047

随着电压等级的不断提升,因电树枝老化而导致的绝缘材料失效问题日益严重。为研究纳米MgO对环氧树脂电树枝老化的影响,制备了不同MgO填充量(质量分数0~1%)的纳米MgO/环氧树脂复合材料,对其电树枝的起始和生长过程进行观测。结果表明,在... 详细信息

随着电压等级的不断提升,因电树枝老化而导致的绝缘材料失效问题日益严重。为研究纳米MgO对环氧树脂电树枝老化的影响,制备了不同MgO填充量(质量分数0~1%)的纳米MgO/环氧树脂复合材料,对其电树枝的起始和生长过程进行观测。结果表明,在微量填充下,纳米MgO/环氧树脂复合材料的耐电树枝性能随填充量的增加而提高。当纳米MgO质量分数为1%时,纳米MgO/环氧树脂复合材料的起树概率降低了45%、电树枝长度降低为纯环氧树脂的1/3、交流击穿场强提高了14.1%。由介电特性和陷阱特性分析可得,随填充量的增加,复合材料的介电常数减小,陷阱能级加深。纳米MgO的加入提高了复合材料的陷阱能级,降低了载流子的迁移率和浓度,进而提高了纳米MgO/环氧树脂复合材料的耐电树枝性能。

关键词：环氧树脂纳米MgO 电树枝介电特性陷阱

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退火速率对环保型聚乳酸材料直流击穿和电导电流特性的影响

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电工技术学报 2020年第24期35卷 5041-5049页

作者：李科张云霄周远翔张灵滕陈源电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室(新疆大学电气工程学院) 乌鲁木齐830047 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

聚乳酸(PLA)是一种绝缘性能良好、可生物降解的环保型聚合物材料。为研究退火速率对PLA直流击穿和电导电流特性的影响,该文制备三种退火速率的PLA试样,即冰水冷却(PLA-W)、空气冷却(PLA-A)和缓慢冷却(PLA-S),并针对温度场下PLA的直流击... 详细信息

聚乳酸(PLA)是一种绝缘性能良好、可生物降解的环保型聚合物材料。为研究退火速率对PLA直流击穿和电导电流特性的影响,该文制备三种退火速率的PLA试样,即冰水冷却(PLA-W)、空气冷却(PLA-A)和缓慢冷却(PLA-S),并针对温度场下PLA的直流击穿及电导电流特性展开研究。结果表明:PLA-S直流击穿场强最高,温度从30℃升至70℃,三种试样的直流击穿场强下降,PLA-S降幅最小,仅为16.7%。PLA-S的电导率随温升而单调上升,PLA-A和PLA-W的电导率呈现上升-下降-上升的趋势。结合差示扫描量热和偏光显微观测发现,缓慢退火促进PLA结晶,晶胞尺寸大且均匀性好,PLA-S的结晶度达50%,玻璃化转变温度较PLA-W提升23.7%;PLA-W和PLA-A结晶不完善,温升过程出现晶胞生长或成核结晶,结晶度提高以致电导率呈上升-下降-上升趋势。

关键词：聚乳酸环保材料退火速率直流击穿电导电流

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正温度系数材料调控绝缘直流电场分布

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电工技术学报 2021年第14期36卷 3063-3071页

作者：周文俊滕陈源周远翔张灵张云霄武汉大学电气与自动化学院武汉430072 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室(新疆大学电气工程学院) 乌鲁木齐830047

绝缘材料电阻率负温度系数(NTC)效应造成直流电场畸变,增大了高压直流设备的设计难度。为了弱化电阻率对温度的依赖,该文制备正温度系数(PTC)电阻率的陶瓷材料掺杂的环氧树脂复合材料(质量分数为0~35%),并测试热导率、电阻率-温度特性... 详细信息

绝缘材料电阻率负温度系数(NTC)效应造成直流电场畸变,增大了高压直流设备的设计难度。为了弱化电阻率对温度的依赖,该文制备正温度系数(PTC)电阻率的陶瓷材料掺杂的环氧树脂复合材料(质量分数为0~35%),并测试热导率、电阻率-温度特性和直流击穿场强,仿真温度梯度下绝缘内部电场和温度分布。结果表明,高掺杂比例时的电场优化效果较好;质量分数为20%掺杂的环氧树脂复合材料的热导率提高66%,径向温差减小55%;电阻率负温度效应弱化,电导活化能下降了35%;最大畸变电场降低了58%,而直流击穿场强仅下降16%。分析认为,填料的PTC效应优化了环氧树脂复合材料的电阻率-温度特性,降低了热点温度,协同抑制电场畸变。正温度系数材料可改善温度梯度下绝缘内部的直流电场分布,相关复合材料在输电设备中具有应用可能性。

关键词：温度梯度电阻率-温度特性电场调控正温度系数材料环氧树脂

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低温环境对环氧树脂电气性能的影响

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高电压技术 2023年第7期49卷 2891-2899页

作者：周远翔刘轩昊朱小倩卢毅高岩峰新疆大学电气工程学院电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室风光储分室乌鲁木齐830047 清华大学电机系电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京100045

高压直流电缆运行于极寒地区时,其电缆接头环氧树脂绝缘件通常会面临极端的低温环境。为探究低温环境对环氧树脂电气性能影响,对环氧树脂在−20、−40和−60℃下分别开展7、15和30 d的低温处理试验后,对其直接进行微观结构表征及直流电气... 详细信息

高压直流电缆运行于极寒地区时,其电缆接头环氧树脂绝缘件通常会面临极端的低温环境。为探究低温环境对环氧树脂电气性能影响,对环氧树脂在−20、−40和−60℃下分别开展7、15和30 d的低温处理试验后,对其直接进行微观结构表征及直流电气性能测试,并研究了低温环境对环氧树脂电气性能影响机制。结果表明,随着低温处理时间增加,环氧树脂表面会出现微裂纹并不断劣化,而其直流击穿强度和电阻率均呈现先上升后下降的趋势,并且这种变化趋势随着处理温度的降低愈加明显。而将−60℃不同低温处理时长的环氧树脂室温放置3个月后再进行测试,则其击穿强度相较于未经低温处理直接室温放置3个月的试样显著下降。分析认为,这种现象是由微裂纹和自由体积共同作用引起的,环氧树脂电气性能上升主要是由低温下自由体积减小引起的,而电气性能下降则是微裂纹导致的。

关键词：环氧树脂低温直流电气性能电缆接头绝缘劣化

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采用Ga掺杂的具有低泄漏电流和高稳定性避雷器ZnO压敏电阻

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物理学报 2023年第6期72卷 237-245页

作者：刘冬季马圆圆何金柏王昊周远翔孙冠岳赵洪峰国网宁夏电力有限公司宁东供电公司灵武751400 山东大学电气工程学院济南250061 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 德州学院能源与机械学院德州253023 新疆大学电气工程学院电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室新疆大学风光储分室乌鲁木齐830046

为了获得性能更为稳定的ZnO压敏电阻,研究了含有Ga掺杂的ZnO压敏电阻的稳定特性,对所获得的实验样品的微观结构和电气特性进行了电子显微镜扫描测试、电压-电流非线性特性测试、电容-电压特性测试、X-射线衍射谱测试、能谱扫描测试、介... 详细信息

为了获得性能更为稳定的ZnO压敏电阻,研究了含有Ga掺杂的ZnO压敏电阻的稳定特性,对所获得的实验样品的微观结构和电气特性进行了电子显微镜扫描测试、电压-电流非线性特性测试、电容-电压特性测试、X-射线衍射谱测试、能谱扫描测试、介质损耗测试及交流加速老化测试.实验结果表明,随着Ga掺杂量的进一步增加,Ga离子占据了ZnO晶格上的空位,增加了界面态密度,提高了肖特基势垒高度,一方面降低了ZnO压敏电阻的泄漏电流密度,另一方面抑制了耗尽层中自由电子的迁移,提高了ZnO压敏电阻在高荷电率环境下的稳定特性.Al离子固溶到ZnO晶格当中,产生大量的自由电子,降低了ZnO晶粒的电阻率,从而有效降低了ZnO压敏电阻在通过大电流时的残压比.当Ga的掺杂摩尔分数达到0.6%时,泄漏电流密度为0.84μA/cm^(2),残压比为1.97,非线性系数为66,其肖特基势垒高度为1.81 eV.在115℃环境下,对试验样品施加87%E1 mA,89%E1 mA和91%E1 mA的交流加速老化电压,老化时间为1000 h,老化系数分别为0.394,0.437和0.550.此研究将有助于进一步提高ZnO避雷器的保护水平,实现深度限制电网过电压,提高电力系统的安全稳定性.

关键词： ZnO压敏电阻老化稳定性电气特性荷电率

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