基于紫外吸收光谱与最小二乘法的SO2、H2S与CS2混合气体定量检测

SO_2、CS_2和H_2S作为绝缘气体SF_6的重要分解气体,它们的种类和含量对SF_6气体绝缘设备的诊断具有重要意义。文中提出了一种紫外吸收光谱法和最小二乘拟合联用的方法用于SF_6分解气体的3组分混合气体定量检测。在实验过程中,发现较高体积分数的SO_2和CS_2对较低体积分数H_2S的体积分数计算存在干扰并且干扰的程度大小与两种气体的体积分数呈正相关。因此,文中获得了干扰气体体积分数较高时H_2S体积分数计算的修正公式,可以实现3种气体的准确定量检测,SO_2和H_2S检测范围为1～10μL/L(part permillion),CS_2为30～300μg/m L(part per billion)。文中提供了一种简便高效的检测方法,方便集成于检测设备中,为SF_6绝缘设备在线监测提供了技术支撑。     

基于悬臂梁增强型光声光谱的SF_6特征分解组分H_2S定量检测

H_2S作为SF_6分解产生的关键特征组分,能够有效反映SF_6气体绝缘电气设备内部绝缘故障的严重程度及故障是否涉及固体绝缘材料。采用新型硅微悬臂梁传声器与分布反馈式半导体激光器搭建了悬臂梁增强型光声光谱痕量气体检测系统,以H_2S气体v1+v2+v3泛频吸收谱带中心波数为6 336.62 cm-1的吸收谱线作为研究对象,仿真研究了H_2S气体的红外吸收特性,试验研究了H_2S气体悬臂梁增强型光声光谱响应特性,采用最小二乘回归分析了H_2S气体光声信号与其体积分数的关系。结果表明,在气体吸收未饱和的情况下,光声信号强度与H_2S体积分数之间存在良好的线性关系,系统对N2中痕量H_2S的检测下限为0.84×10-6,对SF_6中痕量H_2S的检测下限为1.75×10-6。研究结果为采用SF_6分解组分法判断设备内部绝缘故障类型和严重程度提供了有力的数据支持。     

基于氧同位素示踪法的电晕放电中H_2O和O_2对SF_6分解气体形成的影响

SF_6气体绝缘电气设备发生放电故障时,SF_6气体将分解为低氟硫化物,并进一步与H_2O、O_2等杂质反应,生成SO_2F_2、SOF_2和SO_2等气体。作为SF_6气体放电的特征产物,H_2O和O_2直接参与SO_2F_2的生成过程,因此SO_2F_2的含量与H_2O和O_2密切相关。为此,本文在工频电晕放电实验基础上,基于氧同位素示踪法,通过注入不同含量的同位素H_218O和18O_2,分析了微量H_2O和O_2对SO_2F_2的三种同位素化合物S16O_2F_2、S18O16OF_2和S18O_2F_2之间含量比值变化规律的影响,在此基础上进一步解释了SO_2F_2的形成机制。     

基于磷酸盐的热催化降解SF6废气研究

SF_6因优良的绝缘性能与灭弧性能被广泛应用于电力设备中。但是SF_6是典型的温室气体,不能随意排放,采用热催化降解的方式可以有效消除SF_6废气带来的温室效应。文中采用磷酸锆、磷酸铝和磷酸钙作催化剂在800℃时降解SF_6气体(体积比为15%的SF_6、背景气体为空气),分析不同催化剂作用下SF_6的降解率并测量降解产物。研究发现:3种催化剂共同的降解产物有SO_2F_2、SOF_2和SO_2气体,其中SO_2气体产量最多,体积分数超过GCMS检测上限。磷酸钙的催化效果最佳,SF_6气体在8 h内的降解率达100%,降解生成的SO_2F_2和SOF_2气体体积分数在2 h时达到最大值,产生的H_2S气体体积分数在8 h达到211μL/L,同时产生了微量的CF_4气体和SOF_4气体。磷酸锆和磷酸铝作催化剂时,对SO_2F_2气体的生成有促进作用,且磷酸锆对SO_2F_2气体生成的促进效果强于磷酸铝。研究表明磷酸盐作催化剂能促进SF_6气体热分解,且催化效果磷酸钙大于磷酸铝和磷酸锆。SO_2气体是SF_6气体热分解的最终产物之一。试验检测到分解的产物绝大多数为酸性气体,可通过碱液过滤掉,对于减少SF_6废气排放带来的温室气体具有重大意义。     

基于第一性原理的SnO2(101)表面对SF6分解气体气敏性能研究

通过检测SF_6典型分解气体可以诊断出SF_6气体绝缘设备早期绝缘故障。二氧化锡(SnO_2)是应用广泛的气敏材料,文中采用第一性原理计算并分析了SF_6分解气体在SnO_2(101)表面的吸附情况,研究SnO_2(101)表面对SF_6分解气体的气敏性能。通过理论计算,获得了H_2S、SF_6、SO_2、SOF_2和SO_2F_2气体分子在SnO_2(101)表面吸附的吸附能、吸附构型、电荷转移、差分电荷密度、态密度、势能图与功函数等表征吸附特性的参量。分析计算结果发现,SnO_2(101)对H_2S和SO_2有很好的选择性和敏感性,有望成为检测SF_6分解气体的传感器材料。     

SF6气体中H2S光声检测及FFT滤波在检测信号噪声抑制中的应用

H_2S作为SF_6气体绝缘电气设备中一种重要的故障特征气体,其浓度对于评估SF_6气体绝缘状态有着重要意义。由于H_2S在近红外波段的吸收系数非常小,导致传统光学检测方法在该波段对H_2S气体的探测灵敏度较低。气体光声光谱技术灵敏度高、响应速度快且无需载气,非常适用于痕量气体的检测。搭建了一套大功率气体光声检测平台,选择H_2S气体在1 578.12 nm处的吸收谱线,结合波长调制技术和二次谐波检测技术针对H_2S气体进行检测,并采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)算法对光声二次谐波信号进行频谱分析,去除残余噪声。结果表明FFT滤波技术可以有效去除光声二次谐波信号中的残余噪声,使搭建的光声检测平台对H_2S气体体积分数的最低检测限从10~(–6)量级降低到亚10–9量级。     

SF_6电气设备早期故障检测技术及应用

介绍通过检测SF_6电气设备中SO_2和H_2S气体含量,快速诊断设备内部故障技术的基本原理和分析判断设备内部故障的基本思路。通过现场应用实例证明该技术的有效性,并提出了SF_6分解产物参考指标和检测周期。     

二硫化钼传感器对于绝缘介质特征分解气体的敏感特性研究

在放电、过热故障影响下,电气绝缘介质(SF_6、绝缘油)会分解出一系列特征气体。通过气体组分分析,可以评估电力设备的运行状态。文中基于水热法合成了层状二硫化钼(MoS_2)并组装气体传感器,分析了对于硫化氢(H_2S)、二氧化硫(SO_2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH_4)、乙炔(C_2H_2)和氢气(H_2)6种绝缘介质特征分解气体的敏感特性。相比较于3种商用传感器严重的交叉敏感现象,MoS_2传感器对H_2S表现出特异选择性。对于绝缘油分解气体(CO、C_2H_2、H_2、CH_4),MoS_2传感器仅对CO具备敏感特性。MoS_2传感器检测H_2S和CO重复性表现优异,在5次循环测试中,响应值波动范围分别不超过6.43%和5.95%。体积分数实验结果也表明,在H_2S和CO体积分数小于50μL/L时,MoS_2传感器的线性度(9.26%、0.62%)表现良好。此外,传感器对H_2S和CO混合气体表现出协同吸附作用,且随着混合气体中H_2S体积分数增加(10、30、50μL/L),响应值波动受CO体积分数影响越小(6.74%、4.94%、3.47%)。因此,MoS_2传感器在绝缘介质特征分解气体检测领域具有广阔的应用前景。     

基于气体分解产物检测技术发现的SF6电气设备放电缺陷分析

SF_6电气设备中常采用的气体分解产物检测是一种比较重要的带电检测技术手段,可以提前发现设备内部的早期故障和事故隐患并及时处理,这种检测技术也得到业界越来越多的关注和认同。文中首先依据大量的文献研究,详细阐述了SF_6气体及各种固体绝缘材料在放电或高温过热等异常情况下裂解机理及各种气体分解物(SO_2,SOF_2,HF,CF_4,H_2S,CO等)的形成过程;再根据几起现场实际案例的统计分析,发现检测电气设备中的气体组分种类和体积分数可以对设备的运行状况进行有效地评估;最后,通过解体后电气设备内部情况验证该检测技术的可行性。气体分解产物检测技术能够有效地分析出电气设备的实际情况,对今后实现电气设备的状态检修和管理维护有重要的参考价值。     

利用SF_6分解产物及气相色谱分析断路器故障

目前SF_6气体分解物检测在电气设备故障分析中应用比较广泛,而由于新气中含有一定量的CF4含量,所以分析重点一般集中于H_2S、SO_2、HF、SO_2F_2等几种特征气体组分含量。本文将SF_6分解物测试与气相色谱分析相结合的方法应用于一起110kV SF_6气体断路器的故障诊断,结果表明除了对SF_6气体中SO_2、H_2S及HF等特征气体测试外,增加对CF_4含量组分的分析,可判断SF_6断路器内部固体绝缘情况,可确诊传统电气手段、单一分析分解产物不能发现的设备缺陷,确保设备安全运行。     

氢氧等离子体合成过氧化氢过程的能效研究

为提高氢氧等离子体合成H2O2技术的能量效率,通过分析放电过程的反应器能效及电源能量注入效率,确定了影响合成总能效的主要因素。考察了反应器电极间距、电源放电频率及注入功率对反应器能效和电源能量注入效率的影响。发现减小电极间距、提高放电频率和注入功率有利于提高反应器能效,但不利于提高电源能量注入效率。本研究中可以得到150 gH2O2/kWh的反应器能效,但由于较低的电源能量注入效率,致使合成H2O2的总能效不超过9 gH2O2/kWh。因此,提高等离子体法合成H2O2过程的总能效,不仅需要设计高能效的等离子体反应器,还需为反应器负载开发适配的电源,而后者是提升该技术能量效率的关键。     

RuO_2-IrO_2-TiO_2析氧催化剂的制备工艺

以Ti N、RuCl3和H2IrCl6为原料,用真空浸渍-热分解法制备了RuO2-IrO2-Ti O2,研究了煅烧温度和n(Ru+Ir)∶n(Ti)对产物的影响。XRD分析表明:Ti N在高温煅烧时氧化生成金红石型Ti O2,RuO2、IrO2和Ti O2以固溶体的形式存在。CV、阳极极化曲线和EIS测试表明:RuO2-IrO2-Ti O2的最佳煅烧温度为400℃,随着n(Ru+Ir)∶n(Ti)的提高,催化剂的活性增强;在相同电位下,RuO2-IrO2-Ti O2的电流密度大于IrO2,可用作固体聚合物电解质(SPE)水电解催化剂。     

过氧化氢钝化工艺的改进

传统的过氧化氢钝化工艺较难掌握，钝化条件比较苛刻，钝化效果一般，还容易出现一种褐色不明附着物。经过大量试验研究，对过氧化氢钝化工艺进行了改进，钝化效果明显提高。     

富氧火焰原子吸收光谱法测定铅钙锡合金中的锡

采用富氧火焰 (Air—C2 H2 —O2 )原子吸收光谱法直接测定铅钙锡合金中 0 1%以上的锡。对仪器工作条件、测定体系酸度、共存离子干扰等作了研究。方法准确度高 ,结果重现性好     

LiCoO2的TiO2包覆原理探索研究

文献中对LiCoO2材料的表面包覆已经进行大量的报道,清晰显示LiCoO2的表面改性对材料循环性能产生了重要正性效应。然而,材料的包覆原理和作用机制直到目前仍然模糊不清,没有一个确定统一定论。采用溶胶-凝胶法,结合TiO2与LiCoO2体相反应的研究结果,详细地研究了TiO2对LiCoO2的包覆效应,建议了可能包覆原理和作用机制。     

Thermoelectricity of p-Fe2O3-SO3-SiO2-others and n-Fe2O3-SiO2-CuO-others

Thermoelectric minerals have been found at Loei Province, in the northeastern part of Thailand. Local mineral specimens were prepared in the powders and bulk solids form by crushing, calcination and annealing, pressure and sintering, cutting and polishing. Mineral samples were used to analyze the composition and phase, determine the thermoelectric property and efficiency, design and construct a thermoelectric generator. Chemical composition and phase identification of powder samples were analyzed by the x-ray fluorescence (XRF) and x-ray diffraction (XRD), respectively. XRF and XRD results indicated that the mineral samples comprised the SO₃-CaO-SiO₂-others, Fe₂O₃-SO₃-SiO₂-others, Fe₂O₃-SiO₂-others and Fe₂O₃-SiO₂-CuO-others. From the thermoelectric property and efficiency determinations, the p-SO₃-CaO-SiO₂-others, p-Fe₂O₃-SO₃-SiO₂-others, n-Fe₂O₃-SiO₂-others and n-Fe₂O₃-SiO₂-CuO-others bulks were found to exhibit the thermoelectric figure of merit in orders of 10^?14, 10^?11, 10^?14 and 10^?13 K^?1, respectively. A fabricated thermoelectric generator made from ten pairs of p-Fe₂O₃-SO₃-SiO₂-others and n-Fe₂O₃-SiO₂-CuO-others legs that can be provided the open circuit voltage and short circuit current up to 48.30 mV and 0.14 μA for a temperature difference of 39.80 K at room temperature, respectively. While the internal resistance decreased and reached a value of 665 kΩ.     

利用非平衡等离子体方法将CO2还原成CO的研究

CO2和H2合成CO是CO2化学利用的重要过程,然而,传统的催化转化难以实现高效转化。在室温和大气压下,通过非平衡等离子体对H2和CO2的活化作用,考察了等离子体反应器结构、极间距、放电功率和氢碳比等对CO2转化率、CO选择性和CO2转化的能量效率影响。实验结果表明,在室温和大气压下,用等离子体法可将CO2高效的还原为CO,适当调节上述各参数可提高CO2的转化率。采用管管式等离子体反应器,在放电频率为10kHz、H2与CO2体积进料比为2:1、放电功率为80W、CO2气体体积流量为120mL/min的条件下,CO2转化率为88.2%,CO选择性为100%。     

AgSnO2-Bi2Sn2O7触头材料制备及应用

采用雾化工艺制备含有多种添加元素的AgSnBi合金粉。合金粉氧化后经过扩散处理、压制、烧结、挤压、轧制或拉丝得到AgSnO2_Bi2Sn2O7系列银复合氧化锡材料。丝材加工制作成铆钉触头,在ZWP-1型电性能模拟试验机上与AgNi(10)、AgCdO(12)进行直流、灯负载条件模拟电寿命对比试验。结果表明,银复合氧化锡材料、AgNi(10)、AgCdO(12)的电寿命分别为132358～148153次、15930～17300次、6054～8038次。将银复合氧化锡材料装在商用开关上进行电性能型式试验,常规操作寿命试验和荧光灯负载开关试验后端子的最高温升分别为42.5K和17.1K。     

锰离子及过氧化氢对质子交换膜稳定性的影响

采用热重及红外光谱技术研究了全氟磺酸离子膜与锰离子及过氧化氢溶液的相互作用,使用热重分析法(TGA)考察了锰离子、过氧化氢浓度及浸渍时间对膜稳定性的影响;热重分析表明降解膜磺酸基团热解峰温几乎消失,在高温区生成新的热解峰温。测定了腐蚀膜的扫描电镜(SEM)、动态热机械分析(DMA)、阻抗电导率和热寿命。等温质量损失表明在空气气氛及200℃时,腐蚀前后膜的红外光谱振动峰没有变化,但是在315℃受热时,-CF2-基团在1 210 cm-1处伸缩振动峰强度下降67.7%;在空气气氛中等温失重膜的转化率远大于在氮气气氛中的非等温失重。