新型滑动弧放电等离子体的特性

目前研究人员对滑动弧放电的应用和纯气流推动的滑动弧放电等离子体的理论分析及计算方面研究较多,而对气液滑动弧放电的理论分析及计算方面则研究甚少。为此,对新型气液滑动弧放电进行了电信号测量和图像测量。在半个周期10ms内,电弧电压随时间呈锯齿状变化;高速摄影照片观察发现单个电弧由电弧核心区和外延电晕区组成,电弧核心区直径2.5mm。根据电参数、图像分析结果及Elenbass-Heller方程,建立了交流等离子体通道理论模型,通过该模型可求出气液等离子体电弧的电场强度、电子密度和沿轴线的温度等参数。     

大气压氮气交流滑动弧放电模式及其周期特性研究

滑动弧放电在能源环境及材料处理等领域有着广泛的应用,为指导实际应用中滑动弧电极结构和运行参数优化及应用效果提升,通过电学和光学特性等分析手段,采集并获得不同气体流量、电源调压器电压下氮气滑动弧的放电信号和放电图像,研究不同条件下交流滑动弧放电的放电模式、伏安特性、光谱特性及电弧运动特性。研究结果表明:交流滑动弧在整个放电过程中存在稳定滑动和击穿伴随滑动两种模式,两者的电信号特征和电弧运动特征存在显著差异,通过减少气体流量或增加输入电压均会使电弧的放电模式向着稳定滑动模式转变。稳定滑动模式下的平均放电功率和滑动周期都高于击穿伴随滑动模式,且在稳定滑动模式下能产生较大的电弧弧长和弧高;交流滑动弧的发射光谱强度也和滑动弧放电模式直接相关,稳定滑动模式下的光谱强度高于击穿伴随滑动模式的光谱强度,有利于促进化学反应的进行。因此,在交流滑动弧放电实际应用中,可在较低的气体流量和较高的调压器输入电压下运行(该文在3L×min~(-1)和120V),来获得稳定性高、活性强的等离子体,以达到提升应用效果的目的。     

环境压力对滑动弧放电等离子体助燃激励器特性的影响研究

在航空发动机上运用等离子体助燃技术能够有效减少燃烧化学反应所需的活化能,提高燃烧效率。为了将该项技术真正应用到航空发动机燃烧室,搭建了三维旋转滑动弧放电等离子体助燃激励器放电特性的实验平台,采用实验与理论分析相结合的方法,探索环境压力对三维旋转滑动弧放电等离子体助燃激励器特性的影响。结果表明,在三维旋转滑动弧放电过程中,电弧在击穿伴随滑动模式(B-GI)和稳定电弧滑动模式(A-G)之间还存在一种过渡模式(B-GII),同时具有以上两种模式特征。环境压力对电弧滑动模式影响显著,当压力小于1 bar(1 bar=0.1 MPa)时,电弧滑动模式随气压升高逐渐从B-GI模式发展为A-G模式。与此同时,随着环境压力的增大,电弧击穿电压和峰—峰值电压也随之增大,但由于放电过程中的电弧滑动模式转换,击穿电压在0.5～0.7 bar范围附近会有小幅度的减小。     

滑动弧等离子体技术用于环境治理领域的研究进展

叙述了滑动弧放电的产生方法、物理属性和基本原理，以及滑动弧反应器结构及反应器在废气和废水处理等环境污染治理工程中的应用情况。利用自制的气液两相流滑动弧放电等离子体降解机理实验装置，对制药废水和DSD酸的浓缩废液进行了初步处理试验，结果表明，高浓度有机废水通过主处理器后，CODCr、BOD5、NH3—N等去除率均可达99％以上，具有良好的应用前景。     

旋转滑动弧等离子体重整制氢研究进展

近年来,等离子体制氢技术因系统启停迅速、可处理燃料种类多等优势得到研究者的广泛关注。旋转滑动弧等离子体为非热平衡等离子体,兼具热等离子体和冷等离子体特点,是等离子体重整燃料制氢领域的研究热点。文中简要介绍了旋转滑动弧等离子体重整制氢原理及其性能评价指标,主要对近5年来旋转滑动弧等离子体重整乙醇、甲醇及甲烷制氢的反应物转化率、氢气选择性以及能量效率的研究进展进行总结、分析与展望。基于当前研究现状,针对能量效率优化和氢气选择性改善提出了几点建议,认为优化电源设计、提高旋转滑动弧等离子体反应器与等离子体电源的阻抗匹配度以及旋转滑动弧等离子体重整制氢机理分析两方面还有大量研究工作待完成。研究表明,旋转滑动弧等离子体耦合催化床反应器使反应物转化率及氢气选择性均得到提升,是推动等离子体制氢技术发展的一个重要研究方向。     

大气压交流滑动弧的放电特性

为研究不同射流体积流量和放电电压下滑动弧放电的电信号特征和电弧运动规律,对3种不同几何结构的电极进行了大气压交流滑动弧放电的电信号测量和图像拍摄。结果表明:滑动弧放电过程中存在两种滑动模式,即稳定电弧滑动(A-G)和击穿伴随滑动(B-G);两者在电信号特征和电弧运动形态上存在明显不同,并受来流体积流量、放电电压、电极结构的影响;流场环境对电弧的形态及发展过程影响显著,随着射流体积流量的减小,滑动弧放电向A-G模式发展,体积流量越小,电弧滑动范围越大,周期也越大;对A型电极,当体积流量小于33.3 L/min后,A-G模式放电占比超过66%。     

大气压交流旋转滑动弧的放电特性

为研究气体流量和施加电压对旋转滑动弧放电的电信号与电弧运动规律的影响,采用3种不同几何结构的电极分别进行了大气压交流旋转滑动弧放电实验,并记录了其电信号和放电图像。结果表明:滑动弧放电过程中存在2种滑动放电模式,即稳定滑动放电(A-G)和伴随击穿滑动放电(B-G),2者在电信号特征和电弧运动形态上存在明显不同,并受气体体积流量、施加电压等因素的影响;流场环境和施加的电压对电弧形态及发展过程影响显著,随着气体体积流量的增大,滑动弧放电由A-G模式向B-G模式发展;对于E-1型电极,当气体体积流量较大时(77 L/min),电弧滑动周期较小(9 ms),且出口截面电弧旋转速度较大(11 m/s);随着施加电压幅值的增大,电弧滑动放电模式由B-G模式向A-G模式发展,且出口截面电弧旋转速度增大。实验结果对于揭示大气压交流滑动弧放电机理具有参考价值。     

外部磁场对直流电弧等离子体放电特性的影响及其机理

通过外部磁场驱动电弧旋转产生相对均匀的等离子体是一种可能的改进等离子体放电特性的有效手段。利用高速摄像技术和虚拟仪器技术,观察并测量了大气条件下、非均匀磁场驱动的直流电弧等离子体阳极弧根运动以及电弧电压波动。结果发现:相比无外部磁场,非均匀外部磁场驱动下的直流电弧等离子体在旋转力和稳弧力的作用下阳极弧根旋转,均匀性提高;其电弧电压波动幅度增大,放电模式发生改变;伏安特性曲线向上平移,电弧等离子体炬放电功率提高。另外,由于等离子体射流的高速运动而引起的等离子体射流在喷口处径向扩张,使等离子体射流横截面扩大,进一步提高了射流的均匀性。从结果中可以看出,外部磁场改善了直流电弧等离子体炬的基本特性,对直流电弧等离子体炬应用效率的提高具有重要的意义。     

交流旋转滑动弧的放电特性

为研究交流旋转滑动弧的滑动模式、伏安特性和发光强度,对大气压交流驱动下的旋转滑动弧放电进行了电信号测量与图像采集。研究结果表明:旋转滑动弧在整个放电的过程中存在两种滑动模式,分别为击穿伴随滑动(B-G)模式和稳定滑动(A-G)模式,B-G模式的电流峰值在1～40 A之间变化,为安培量级,A-G模式的电流峰值在-900～900 mA之间变化,为毫安量级,并且电弧的滑动模式受电压与气流量的影响;交流旋转滑动弧放电过程中电弧从产生到熄灭满足交流电弧零休、燃弧、熄弧的整个物理过程,采用分段拟合的数学方法对伏安特性曲线进行描述,发现在放电的正半周期,电弧的零休阶段U与I满足阶跃函数特征;电弧稳定燃烧阶段中,电弧电流增加的过程U与I满足反比例函数特征;电弧电流减小的过程U与I满足一次函数特征。放电的负半周期U与I满足的数学函数特征与正半周期类似,但伏安特性曲线关于原点并不对称;电弧发光强度分布不均匀,最强的区域始终位于阴极电弧根部。     

气液滑动弧放电降解4-氯酚溶液的研究

用10kV高压产生直接与废水接触的气液滑动弧放电非平衡等离子体降解水中4-氯酚。实验研究表明:由于液滴的存在改变了电极间的介电常数和局部电场,气液滑动弧放电的电压波形比纯气流滑动弧放电更加不规则,起弧电压更低:从溶液COD降解效果来看,当不锈钢作为电极材料时, 4-氯酚降解效果比铝和铜电极材料好;当空气作为载气时,经过76min的等离子体处理,溶液的COD值由1679.2mg／L降到190mg／L,相当于COD降解率为88．68％;增大气液混合比能够提高4-氯酚的降解效果;同时检测了H2O2和O3的生成量和溶液pH、电导率的变化。     

压实度标准制定的合理性

通过土料干湿法对比试验和环刀取土尺寸效应对比试验, 探讨了影响分层碾压土基垫层 压实度的主要因素, 指出通过击实试验制定土基压实度标准和施工质量检验时应注意的问题, 以及如何确保压实度标准制定的合理性和现场检验的客观性。     

引风机驱动方式的能效分析

本文对汽动引风机的节能效果进行分析。将电厂看成一个整体系统,在能量输入一定的情况下,计算各种引风机驱动方式对电厂能源输出的影响,得出背压式小汽机驱动方式节能效果最好,供业内参考。     

变电站隔离闸刀触头的检修方法

电网运行中GW4、GW5、GW7等型隔离闸刀触头容易发热,影响变电设备的操作和安全运行;通过分析闸刀触头发热的原因,找出处理发热的办法,以解决触头发热的问题,促进电网安全生产和稳定运行。     

一种考虑了负荷特性的企业电网潮流算法

大型企业电网的负荷特性主要表现为感应电动机群特性,为了改进现在常用的电力系统潮流算法中用恒功率模型来表征节点负荷,不能满足工程精度要求的问题,提出了在对企业电网负荷节点电动机群进行等效变换后,引入负荷特性的潮流计算的思路,在此基础上进行了理论推导,并经过现场实测数据,进行了仿真。仿真结果表明,负荷特性的潮流计算方法符合企业工程精度要求,可以达到提升业电网潮流计算结果在精确度、实用度等方面的要求,具有一定的理论和工程意义。     

小功率金卤灯再启动特性机理的探讨

利用专门设计的金卤灯再启动特性测试仪记录了金卤灯再启动特性的若干典型曲线，对某些异常特性的发生机理进行了分析，找到了它们与金卤灯内在质量的联系，研究表明通过测量金卤灯的再启动特性可以方便地诊断金卤灯的内在质量。     

绝缘子憎水性图像水珠/水迹形状提取算法

绝缘子表面憎水性检测是判别绝缘子性能优劣的主要手段.传统的检测方法具有其主观性,图像处理技术的引入为憎水性检测提供了更为客观的方法.考虑到绝缘子所处环境的复杂性(污秽、光照等)以及憎水性图像本身的特殊性(水的透明性),本文首先对绝缘子憎水性图像进行自适应直方图均衡和基于模糊逻辑的滤波,以达到增强图像的效果;然后通过基于模糊熵的自动阈值分割方法来获取水珠(水迹)的形状信息,最后用数学形态学的二值重构开运算来去除由于分割引入的噪声.实验统计结果表明,该方法能够对各级憎水性图像进行有效地分割.     

一起变压器中性点间隙击穿的事故分析

现有的220 kV变压器,中性点一般装有棒-棒间隙,其间隙间的距离取多少为合理,并如何与零序过流保护及过压保护配合,是当前运行单位易忽略的问题。该文对一起由于间隙距离设置不当,系统发生接地故障而引起间隙零序保护动作而跳机的这一事故,做一专题分析。     

变压器局部放电监测系统中方向传感器的研制

列举了局部放电在线监测时 ,现场所遇到的干扰 ,并分析了各种抑制措施的不足 ,提出用定向耦合法进行干扰。分析并论述了方向传感器的基本原理和特点 ,研制了适用于定向耦合方法的传感器。试验证明 :所研制的传感器对信号有很好的响应 ,可以消除外部干扰 ,放大局部放电信号     

微电网规划设计方法综述

微电网是解决分布式发电并网和偏远地区或海岛供电的有效途径,具有广阔的应用前景。微电网的建设需依托有效的规划设计方法,但因可再生能源和储能装置的接入,使得微电网规划设计与传统的电网规划方法出现较大区别。该文从技术角度阐述了微电网规划设计的关键环节,分建模方法、求解算法与优化软件3个层面,逐一介绍了该领域的最新进展;并重点针对其中的规划设计与运行优化的耦合性、可靠性计算方法以及主要的设计软件进行了论述;最后从微电网自身、综合能源网、与配电网协调规划等视角,对微电网规划设计方法未来的研究方向进行了展望。     

电力系统故障诊断的研究现状与发展趋势

综述了电力系统故障诊断的各种研究方法,包括专家系统、人工神经网络、优化技术、Petri网络、粗糙集理论、模糊集理论和多代理技术等.简要分析了这些方法的特点与适用性,评述其存在的主要问题和值得改进之处.最后,以解决实际工程问题为目标,指出了该领域所需解决的关键技术问题和主要发展趋势,以促进该研究领域的进一步发展.