绝缘子安全区泄漏电流频谱特征提取及污秽状态预测

针对现有染污绝缘子在线检测系统基于泄漏电流时域特征预测绝缘子污秽状态，而忽略了泄漏电流频域成分中含有丰富信息量的问题，提出了利用快速傅里叶变换(FFT)与功率谱估计相结合的分析方法，提取出泄漏电流的2个频谱特征量：3次谐波与基波幅值比k和功率谱中高频能量与总能量之比a，作为污秽状态预测参量。该文主要研究运行电压下安全区(<20mA)内，分别改变湿度和污秽度情况下，泄漏电流的频谱特征，泄漏电流受湿度以及污秽变化的频谱特征，目的是将绝缘子污秽状态预测提前到安全区来。现有的试验结果表明，利用频谱特征量k和a的变化规律，能有效预测绝缘子表面的湿度和污秽度状况。     

ns脉冲诱导细胞内电处理机理的研究进展

脉宽为ns级、场强≥10 kV/cm的脉冲电场能够对细胞内部结构产生影响而不会导致细胞外膜穿孔,即细胞内电处理效应。尽管细胞内电处理效应的机理目前还不是很清楚,但国内外学者一致认为细胞内电处理的根本原因是ns脉冲电场在细胞内膜上诱导出的跨膜电位超过了穿孔临界值,从而导致内膜穿孔。基于以上研究详细介绍了目前关于细胞内外膜跨膜电位的计算模型、方法及仿真计算结果,探讨了细胞内电处理的机理。宽脉冲电场难以透过外膜进入细胞内部,主要作用在外膜上,导致外膜发生电穿孔。随着脉冲宽度变小,电场对内膜作用增强。当脉宽减小到ns级时,脉冲电场感应出的内膜跨膜电位比外膜大,电场主要作用于膜内细胞器,诱导内膜穿孔,细胞结构和功能改变,即进行细胞内电处理。     

细胞内电处理用ns脉冲发生器研究进展

为了便于全面了解目前细胞内电处理实验研究的方法和具体实施方案,综述了国内外用于细胞内电处理实验研究的ns脉冲发生器。从电容器充放电和传输线理论2方面介绍了这些发生器产生ns级、高强脉冲电场的工作原理;分析了用于细胞内电处理的ns脉冲发生器性能特点、发生器的电路结构、元器件选择和技术指标等。实验结果表明,这些发生器产生的ns脉冲电场能诱导细胞内电处理效应。对今后的研究工作进行了讨论和展望。     

铜-铝电磁脉冲焊接界面形成过程的原子扩散行为

电磁脉冲焊接技术以高压脉冲放电驱使异种金属可靠连接而备受关注,但其界面结合机制尚不明确.该文搭建了铜-铝电磁脉冲焊接综合试验平台,捕获了焊接的动力学过程,得到碰撞点速度与碰撞角度的变化规律.在此基础上,构建了基于分子动力学模拟的电磁脉冲焊接典型界面(平直界面与涡旋界面)形成过程的对应模型,探究了焊接中的原子扩散行为,并根据模拟结果计算了典型结合界面的扩散层厚度,同时采用透射电子显微镜分析了结合界面的微观结构.研究结果表明,剧烈碰撞驱使界面材料塑性变形,界面材料塑性形变形成冶金结合和机械咬合是铜-铝电磁脉冲焊接界面的结合机制,且涡旋界面处的原子扩散厚度大于平直界面.该文可为深入理解电磁脉冲焊接机理和调控焊接效果提供科学依据.     

15kV高压直流电源的程控调压方法(英文)

In order to solve the disadvantages caused by mechanical slide rheostat that has big errors and low precision,a novel voltage regulation method for high voltage DC power supply was introduced.The key of this method were digital potentiometer MAXIM 5455 and linear photoelectric coupling LOC110,and application programs were compiled using Visual Basic which was graphical compiling language,furthermore the communication between exterior and computer was carried out by ICP7044D module,in consequence the output value of high voltage DC power supply could be regulated with computer.The measured results showed that this method could accurately,conveniently and rapidly regulate the output value of high voltage DC power supply.     

用于雷电流在线监测的多层PCB微分环理论分析

PCB(Printed Circuit Board)微分环作为一种新的测量雷电流的非接触式传感器,可实现数字化布线及全自动生产,克服了传统微分环的诸多不利因素。由于单层PCB微分环测量雷电流的灵敏度不高,本文从微分环的测量原理出发,由对单层PCB微分环测量原理分析扩展到多层微分环,得到了多层PCB微分环的相关计算公式。并给出了多层PCB微分环的等效电路,以及等效电路中电容和电感的计算公式与推导过程。最后,本文通过Matlab软件仿真分析了多层PCB微分环的结构参数对其测量性能的影响。仿真结果表明多层PCB微分环的测量灵敏度与微分环的层数存在着简单的线性关系,层数越多,灵敏度越高;并且多层PCB微分环的层数越多、层间距越小、与屏蔽壳之间的距离越小,其测量带宽就越小。本文的研究成果为后续多层PCB微分环和雷电流监测系统的实物研制奠定了理论基础。     

脉冲磁场发生器中用Braunbeck线圈的分析

研制一台用于肿瘤治疗的脉冲磁场发生器的关键单元是磁场线圈的设计和研制。为设计一种均匀区域更大、均匀度更高、工作更稳定的磁场线圈,在总结课题组前期工作的基础上,提出用一种4线圈系统的Braunbeck线圈替代传统的Helmholtz线圈。并对Braunbeck线圈的几何参数和中心磁场进行了理论计算、用COMSOL Multiphysics有限元软件进行内部磁场分布仿真以及研制出实物并对其性能进行了实测,结果显示该Braunbeck线圈工作性能稳定,磁场均匀度>95%的区域达到了在线圈径向-0.18～0.18m、轴向-0.17～0.17m之间,较课题组前期设计的Helmholtz线圈有了较大改进,为后续医学实验奠定了基础。     

毫秒脉冲磁场作用下细胞内带电粒子的受力分析

为从微观角度研究脉冲磁场生物效应的基础机理,通过构建细胞模型从理论上分析了细胞中带电粒子的力学环境,借助Comsol Multiphysics仿真软件分析了这些带电粒子的受力,并根据带电粒子的运动速度和运动轨迹研究了脉冲磁场参数对不同属性带电粒子受力的影响规律。结果表明:在带电粒子的各个受力因素中,感应电场力起主导作用,黏滞力限制了粒子的运动速度,Lorentz力的作用较小,且粒子整体受力小于感应电场力。脉冲磁场强度的变化率直接决定了感应电场力大小,是对粒子受力影响最大的波形参数,且变化率由脉冲波形幅值、上升沿时间和下降沿时间共同决定。电场力的方向会随着脉冲磁场的上升沿和下降沿发生交替改变,使带电粒子来回摆动;若上升沿和下降沿时间不相等,则粒子摆动距离不相等,此时带电粒子偏离原点的距离增大,呈进动式运动。     

ns脉冲电场诱导细胞脂双层膜电穿孔的仿真分析

为探讨ns脉冲电场诱导细胞器膜产生电穿孔的机理,采用分子动力学软件从原子水平上分析了ns脉冲电场作用下细胞脂双层膜电穿孔形成及其孔径随时间变化的过程,研究了电穿孔形成的机理。结果表明,脂质分子的偶极子在脉冲电场作用下的振动和转动导致脂双层膜出现初始缺损并诱导脂双层膜电穿孔;电穿孔初期的多微孔间存在耦合关系;在4～5 ns内电穿孔形成并达到动态稳定。结果与细胞脂双层膜的粗粒化模型计算吻合较好,为电穿孔技术在生物医学等方面的应用提供了理论指导。     

高压皮秒脉冲发生器的设计与实现

为研究GIS和电力变压器中局部放电超高频电磁波信号在设备内外的传播特性,结合脉冲功率技术中亚ns及ps脉冲产生的相关原理,通过对Marx发生器产生的ns脉冲进行前沿陡化和尾部削切处理,得到了一种高压ps脉冲信号。实测结果表明:利用该方法研制的高压ps脉冲发生器可产生幅值28.12kV、前沿250ps(10%～90%)以内、脉宽600ps(半高宽)的高压ps脉冲信号,并具有放电稳定、重复性好的特点,可作为一个已知特性的、能够产生特定超高频信号的局部放电信号源,进而为局部放电超高频信号检测奠定了基础。