憎水性对量角法用于静态接触角计算时准确性的影响

为获得量角法的适用性,系统地研究了憎水性对其计算准确性的影响。基于Young-Laplace方程产生了接触角在5°~175°范围内的水珠边缘,同时用接触角测量仪和数码相机从近似超亲水到超疏水材料表面分别拍摄了15和10张水珠图像,选择多个测试者对所得图像运用量角法计算接触角。结果表明:1张图像平均计算时间为6~14s;不同人和不同次计算结果之间存在差别,不同测试者之间计算结果最大差距可达15.65°,同一测试者10次计算结果的最大差距可达28.10°;数码相机拍摄得到液滴图像的计算误差要大于接触角测量仪所得图像的;随着接触角的增加,量角法计算误差幅值有增大的趋势,在超疏水情况下量角法计算结果往往较准确值偏小,偏小2.40°~26.86°,此时量角法不适合用于接触角计算。当试验对接触角测量准确性有一定要求时,可选用一种根据憎水性和水珠体积大小自适应选择圆拟合算法、椭圆拟合算法和轴对称液滴边缘形状分析算法的方法。当试验对接触角测量结果的准确性要求不高,且需要测试的液滴图像数量不大时,可选用量角法计算接触角,此时应该选择熟练的操作人员。     

光电复合海缆温度场建模分析及在在线监测中的应用

为了有效监测光电复合海缆的绝缘状况,基于迭代法改进了IEC60287电缆载流量和温度场计算标准,在有限元数值分析软件包COMSOL中基于热电耦合模块建立了110 kV YJQ41300 mm2海缆温度场模型,与改进IEC60287标准比较验证了建模方法的准确性,在此基础上确定了不同载流量下海缆模型最佳的分析范围。建模研究了海缆正常运行和绝缘性能下降情况下载流量和环境温度对光纤温升的影响;采用介质损耗表征绝缘状况,分析获得了典型介损值下光纤相对温升的变化规律。结果表明:正常情况下光纤温升随载流量的增加近似成平方增大,随环境温度的增加近似线性增大,增速较慢;海缆绝缘性能下降时光纤相对温升随tan的增加成正比增大,相对而言,受环境温度的影响很小。根据上述研究,提出了基于光纤相对温升和海缆载流量的介损计算公式和基于光纤相对温升的海缆绝缘状态监测方法。较之现有基于电气量的绝缘监测方法,该方法不易遭受电磁干扰的影响。在光电复合海缆在线监测方面具有参考应用价值。     

硅烷接枝聚丙烯的直流电性能与陷阱机制

为研究接枝改性聚丙烯(polypropylene, PP)作为可回收直流电缆绝缘的电气性能及其调控机理,制备了乙烯基三乙氧基硅烷(vinyltriethoxysilane,VTES)接枝改性的聚丙烯,并重点对其常温和高温下的击穿场强、体积电阻率和相关的陷阱特性与机制进行了测试与分析。实验研究表明：接枝硅烷后的聚丙烯在30℃和90℃两种温度以及电缆绝缘层工作场强的条件下,其电阻率最高提升2～3倍,击穿场强提升接近10%,空间电荷被显著抑制;接枝硅烷可以在材料中引入大量深陷阱。仿真分析表明,接枝硅烷能够在材料中引入较深的电子陷阱能级和较深的静电势阱。陷阱和势阱可以捕获自由载流子,影响电荷输运过程,从而实现电阻率的提升。该文工作可为后续接枝改性聚丙烯直流电缆绝缘材料研究与开发提供参考。     

银电解废液净化方法浅析

在银电解过程中,阳极板中的Cu、Pb、Bi、Sb等杂质会发生电化学溶解进入电解液中,对银粉质量造成影响。通常采用以下方法除去这些杂质:①硫酸法沉铅;②水解法除铋、锑;③热分解法除铜;④氯化钠沉银;⑤铜片置换法;⑥氢氧化钠沉淀法。方法①～⑤综合除杂能力不强、工艺流程复杂,应用受到了一定的限制;氢氧化钠沉淀法是一种相对比较新的净化方法,具有综合除杂能力强和工艺流程简单等优点,其应用越来越广泛。     

基于两步优化的介电谱特征参数辨识方法及其应用

为了能够通过拟合介电谱的方式获得绝缘材料的绝缘状态，在Cole-Cole模型下提出了基于两步优化的绝缘材料介电谱特征参数辨识方法。根据绝缘材料的普适弛豫定律，推导形成了一套较为完整的Cole-Cole模型初值获取方法；采用与拟合误差情况更匹配的目标函数，提出基于全局搜索与局部搜索相结合的两步优化对各特征参数进行优化计算，有效地解决了传统辨识方法容易陷入局部极小点甚至发散的问题。运用3种典型的介电谱特征参数辨识方法和所提方法，对数值产生和实测的介电谱进行计算，验证了所提方法的优越性。实验测量了低密度聚乙烯(LDPE)样本直流加压注入空间电荷后的介电谱，运用所提方法辨识不同去极化时刻LDPE介电谱的特征参数。结果表明：不同去极化时间下，通过所提方法均能较好地逼近实测介电谱，且随着频率的升高，复介电常数的实部、虚部的减小速度存在下降的趋势。     

不同改性技术路线的聚丙烯基高压直流电缆绝缘材料综合性能比较

聚丙烯(polypropylene,PP)是一种极具应用潜力的热塑性高压直流电缆绝缘材料,有望取代传统的交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘。目前,面向高压直流电缆绝缘应用的聚丙烯改性技术主要包括共聚/共混、纳米掺杂改性、接枝改性等。为对上述改性技术路线的性能水平进行综合评估,分别选择并制备共聚聚丙烯、纳米掺杂改性聚丙烯和接枝改性聚丙烯。对其热、机械、电气绝缘性能进行了测试,并与XLPE进行对比。测试与对比结果表明,相比传统XLPE材料,上述改性聚丙烯材料均具有较高的热稳定性与较为接近的机械性能,直流下的电气绝缘性能则得到显著提升。这其中以接枝改性聚丙烯表现最为优秀。PP的接枝改性技术显示出优秀的综合性能,并且适用于大规模工业化自主化生产,具有较高的应用潜力和发展价值。     

三电极法测量体积电阻率的误差分析与修正

为对三电极法测量体积电阻率的相对误差进行分析与修正,首先在有限元分析软件COMSOL中建立了三电极测量系统模型并进行体积电阻率的仿真计算,对比理论值验证了模型的合理性。然后在仿真基础上重点探究三电极模型中尺寸和材料等内部参数对体积电阻率测量相对误差的影响规律。结果表明:在三电极法测量模型中,试品本身和支撑材料的电阻率水平与高低压电极厚度对低电阻率试品的测量误差影响不明显,对高电阻率试品则较为显著,误差随试品电阻率的升高而下降;试品半径大于三电极测量装置屏蔽电极外径时,对误差几乎无影响;随着试品厚度增加,误差由指数下降逐渐变为线性下降。最后,通过数据拟合提出了针对上述影响因素的体积电阻率测量相对误差修正公式,该修正公式能够将误差从百分级降至千分级。     

接枝苯乙烯对聚丙烯绝缘材料介电性能的影响EI北大核心CSCD

为开发高性能的环保型聚丙烯(polypropylene,PP)电缆绝缘材料,该文对苯乙烯(styrene,St)接枝PP材料的结构形态以及交流击穿强度、相对介电常数和介电损耗进行详细研究。实验结果表明,接枝St能够在PP试样内部增加深陷阱密度、引入独特的物理交联结构并形成小球晶结构,这些因素均有利于抑制交流电场下试样内部低密度区的引发,进而显著提升交流击穿强度。随着接枝含量的增加,接枝试样的击穿强度先提高后降低,并在接枝率为3.38%时达到相对最优值,其特征击穿强度较纯PP提升了约30.9%。实验还发现,接枝St在PP试样内部引入了界面结构,增加了界面极化形式。由于St分子链与PP分子链均为非极性且不相容,这种界面极化作用相对较弱,使得接枝试样的相对介电常数和介电损耗较纯PP仅略有提升,表现出优异的介电特性。实验结果可以为PP绝缘材料在交流电缆中的应用提供依据。