配电网过电压在线监测系统的设计与实现

介绍了用于10kV配电网大气过电压和内过电压在线监测系统的设计与实现,分析了用于过电压信号采集的阻容分压器的性能和数据采集、波形分析软件、保护措施等关键技术。通过现场监测的结果分析表明,论文方法取得了较满意的效果,为电力系统的事故分析提供了科学依据。     

实测过电压/雷电流信号小波去噪方案探究

现场监测设备所采集到的过电压/雷电流信号中,蕴含有非常丰富的故障类型信息。但是,现场记录到的实际波形不可避免存在大量白噪声干扰,其在各个频段都占据了部分能量。为了保证和提高监控设备对实测信号分类识别的准确性,需进行预处理以消除过电压/雷电流信号中对分类识别系统无用甚至是有干扰影响的噪声部分。本文将小波阈值去噪算法应用于过电压/雷电流信号领域,应用Matlab软件编写基于该方法的算法程序,并对加噪后的模拟信号进行去噪处理,然后通过评估系数反映各种情况下的去噪效果和还原效果,提出了适合110kV及35kV电压等级的过电压/雷电流信号最优去噪处理方案,并结合某地区35kV、110kV变电站及云南110kV输电线路实测波形证明其去噪效果的有效性。     

微秒脉冲电场强度对BNNSs取向程度和环氧树脂复合材料热导率的影响

脉冲电场可以诱导绝缘高导热填料在基体中取向排列，使其在热流方向上形成高效热传导网络，可以有效地提高复合材料的热导率，但电场强度的影响规律尚不清晰。因此，该文使用微秒脉冲电场诱导氮化硼纳米片（BNNSs）取向排列，研究不同脉冲电场强度对BNNSs取向程度及复合材料热导率的影响，同时基于固化过程中BNNSs的受力情况，分析电场强度对填料取向程度和复合材料热导率的影响机理。结果表明，BNNSs的取向度和复合材料的热导率均随电场强度的增加而增加，在12kV/mm的高电场强度作用下，BNNSs平均取向角达到75.56°，复合材料的热导率提高到纯环氧树脂的2.6倍。但电场强度对两者的影响规律并不完全一致，在较高电场强度下，BNNSs的取向程度趋于饱和，而复合材料热导率的增加没有出现饱和现象。该研究是对微秒脉冲电场诱导填料取向以提高复合材料热导率的初步研究，可以为低填充量下制备具有高热导率的复合材料提供指导。     

不可逆电穿孔对兔组织阻抗的影响

为了研究不可逆电穿孔对生物组织阻抗的影响,探究了阻抗变化与不可逆电穿孔机理之间的关系。以新西兰大白兔的多种组织作为对象,对其施加μs级高强度脉冲电场,测量、计算了组织阻抗值的变化。实验采用脉冲参数为:幅值2 250 V,脉冲脉宽70μs,重复频率2 Hz,脉冲总数90个。实验结果表明:生物各组织发生不可逆电穿孔时,其阻抗均减小;随着脉冲作用时间增加,阻抗趋于稳定,但在41个、61个脉冲作用后分别停止5min后阻抗明显恢复,说明可逆电穿孔比例仍较大;随着脉冲电场强度和作用时间的继续增大,不可逆电穿孔数量和程度迅速增大,直至组织阻抗达到最小值;停止施加脉冲电场后,组织阻抗增大,即部分电穿孔自恢复。     

采用时域有限差分法分析开关柜中超高频信号传播特性

为研究开关柜内部各部件对超高频信号传播的具体影响,优化开关柜内超高频传感器的安装位置,运用时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法,建立了开关柜1:1精确模型,并对不同部件对电磁波传播的影响进行了仿真分析。仿真结果得出:电流传感器(current transformer,TA)和母线对电磁波信号有较强的衰减作用,绝缘子会引起明显的波形畸变,而断路器对电磁波信号的影响有限。通过在仿真模型中不同位置设置放电点和检测点,综合考虑不同放电情况下各检测点的总体检测效果及检测波动性,并通过试验验证,最终确定了开关柜前柜底板右侧为传感器最佳安装位置。     

ps电场脉冲无创治疗肿瘤的方法及天线设计

由于细胞线粒体膜的充电时间常数远小于细胞核膜与细胞膜的充电时间常数,在ps电场脉冲作用下,线粒体膜将先于细胞核膜与细胞膜受到脉冲的影响。为此,整合无创治疗的应用需求以及电场脉冲靶向诱导肿瘤细胞凋亡的窗口效应,提出通过冲激脉冲辐射天线将ps脉冲聚焦于肿瘤组织,使肿瘤细胞线粒体跨膜电位发生变化而崩溃,启动线粒体途径的凋亡靶向诱导,实现肿瘤的无创治疗,初步实验与仿真结果表明该理论的可行性。根据超宽带天线设计理论,设计了一种用于辐射ps电场脉冲的冲激脉冲辐射聚焦天线,初步优化结果显示当金属板与x轴夹角β为90°~95°以及单圆锥辐射器的半张角α为30°~35°时,可以使天线在靶点位置得到最大的场强分布。     

不可逆电穿孔治疗技术的临床前大动物实验研究

不可逆电穿孔(IRE)治疗技术是一种治疗肿瘤的新方法。前期研究已经证实该方法的有效性及其广阔的应用前景。为推进不可逆电穿孔技术的临床化进程,在已有细胞及小动物实验的基础上,选择与人体更为接近的大型动物—家猪为实验对象,分别从对生物体本身生命体征的影响、对靶向组织周围正常组织的损伤以及靶向组织术后恢复3个方面,对IRE治疗技术的安全性进行了实验研究。实验结果表明,治疗过程中动物生命体征平稳,治疗后靶向杀伤组织与周围正常组织的边界轮廓清晰。治疗后21天靶向组织已出现再生迹象。初步证实了IRE方法的安全性,为IRE进一步的临床应用提供了大动物实验依据。同时探讨了如何解决治疗过程中出现的生物体肌肉收缩问题。     

基于磁脉冲压缩的DBD高频双极性纳秒脉冲发生器的设计及其放电特性

作为高压高重复频率脉冲电压发生器的开关器件,磁开关的耐压、通流能力以及寿命远高于半导体开关,因而适用作为介质阻挡放电(DBD)激励电源的开关。为研究双极性高频下DBD等离子体放电特性,提出高频双极性磁脉冲压缩系统。首先,阐释通过全桥逆变电路、脉冲变压器和磁开关产生双极性脉冲的原理,并叙述该系统关键器件的设计;其次,利用PSpice仿真软件研究电路关键参数对输出波形的影响规律,测试电阻性负载电压波形,并与仿真结果进行对比分析。测试结果表明,通过双极性磁脉冲压缩系统,能够在负载两端输出的纳秒脉冲电压具有以下参数:幅值在5~13k V可调,上升沿100ns左右,重复频率可高至几千Hz。最后,针对高频双极性下的放电现象进行研究,结合DBD放电模型和放电图片探索高频双极性脉冲电压下放电特性与频率的关系,充实了高频放电理论研究。     

基于网格传输网络模型的纳秒脉冲作用下单细胞电穿孔规律仿真研究

为研究ns脉冲电场杀伤肿瘤细胞的作用机理,采用MATLAB仿真软件对含细胞核膜的典型单细胞空间区域进行了离散,建立了其网格传输网络模型,分别从空间电位分布、跨膜电压曲线以及孔数密度、孔半径分布等角度,仿真模拟了单细胞在电场强度为0.5 MV/m、脉冲宽度为250 ns、上升沿为30 ns、仿真总时长为1μs的ns脉冲作用下的电穿孔动态变化过程。仿真研究结果表明：无论是细胞膜还是细胞核膜,电穿孔都存在＂负极性效应＂,即总是负极正对膜位置先出现电穿孔;细胞膜电穿孔存在较明显的＂过渡区域＂,且过渡区域孔半径较大,孔数密度较小;细胞膜电穿孔比细胞核膜更加容易。该仿真研究结果丰富了脉冲电场用应于治疗肿瘤领域的电穿孔机理,为进一步研究高频ns脉冲串的电穿孔机理提供了仿真思路。     

陡脉冲不可逆性电击穿恶性肿瘤细胞的研究

采用作者研制的陡脉冲治疗装置,以人卵巢腺癌SKOV3细胞为实验研究对象,通过倒置相差显微镜实时观察细胞形态在陡脉冲电场作用下的动态变化过程,用扫描电镜观察细胞膜表面的变化情况,并用透射电镜观察细胞超微结构的改变。研究发现,陡脉冲作用后的细胞发生明显肿胀,细胞核固缩;扫描电镜观察结果显示出细胞膜出现孔洞并发生破裂,细胞质外喷;透射电镜观察结果发现核肿胀,核膜不完整,胞质内细胞器结构模糊,微绒毛肿胀,胞浆、线粒体肿胀、空泡化,细胞膜多处断裂。这表明陡脉冲能使恶性肿瘤细胞发生不可逆性电击穿并导致其死亡。