接地网腐蚀状态电化学检测传感器的研制

研制了接地网腐蚀电化学原位检测传感器,通过把辅助电极封闭在绝缘腔体（碳钢套管）中,使极化电流通过绝缘腔体底部的小孔流向工作电极,实现了传感器的限流作用。采用限流传感器测量了恒电流阶跃的响应电位-时间曲线（E-t曲线）,并采用E-t曲线拟合软件得到了被测量接地网金属的极化电阻。通过测量接地网金属的极化电阻研究了传感器的限流效果以及传感器限流孔直径和插入土壤中的深度对测量面积的影响。研究结果表明：限流传感器测量面积约为传统传感器的测量面积的1/80;传感器的限流孔直径被确定为5 mm;在12.5 cm深度范围内,传感器插入土壤中的深度对限流效果影响不大。无需开挖或停运接地网,采用限流传感器可以准确、快速和经济地检测不同测量位置处的接地网的相对腐蚀程度。     

接地网的腐蚀分析与防腐技术

分析了接地体在土壤中的腐蚀机理、影响因素及常用降阻剂对腐蚀的影响。简要介绍了两种预测土壤腐蚀速率的方法和接地网防腐技术。     

大型变电站接地装置腐蚀规律及防腐

介绍了综合考虑土壤理化性能参数和电化学参数建立的土壤腐蚀特性评价方法.通过实验室土壤盒埋片试验、电化学测试、变电站现场埋片试验、电解实验等手段,研究了3种地网材料(碳钢、铜、新材料)在变电站土壤中的耐蚀性和腐蚀规律,并综合土壤特性、材料特性和杂散电流等多种因素,提出了接地网健康状态评价方法.探讨了直流杂散电流和交流杂散电流对接地网材料耐蚀性的影响.介绍了大型地网的防蚀技术措施和成功应用范例.     

沿海发电厂接地方案选择探讨

针对沿海盐碱区域特殊土壤环境接地选择,本文选择一围海造地的煤电厂接地系统设计过程分析作为代表案例。设计方案较全面分析了土壤腐蚀原理以及该区域土壤的腐蚀特性,剖析市场上接地材料在接地环境下防腐蚀性、机械、电化学影响等性能,同时针对该区域土壤环境选材结论,并对接地网采用镀锌钢接地外加阴极保护方案和锌包钢接地方案进行了技术、经济比较。     

重载铁路牵引变电所接地网故障分析与探讨

通过对北同蒲线牵引变电所接地网故障进行分析,得出引起接地网故障的原因主要有设计、施工、土壤腐蚀、电流过大等,并提出针对性的解决方案。     

接地材料腐蚀速度弱极化曲线评价方法

变电站接地材料腐蚀速度选取及接地材料选择是接地网截面校核亟待解决的问题。通过电化学极化曲线实验计算得到材料腐蚀的电流密度可以用于材料耐腐蚀性能的实验室评价,并指导工程选材。采用电化学工作站三电极体系测量了碳钢、镀锌钢及铜3种接地材料在3种不同土壤中的弱极化曲线,对比分析了Barnartt三点法、Jankowski&Juchniwi四点法、单极化方向三点法及线性极化和弱极化结合法等4种弱极化曲线数据处理基本算法的分析效果。由结果可知:4种算法均存在数据利用率低、数据处理过程中可能出现二次根式开方项小于零导致无法得到分析结果和对测量极化曲线拟合效果不佳等缺陷,从而提出将阻尼高斯–牛顿迭代算法引入接地材料土壤腐蚀弱极化曲线数据拟合计算中,解决了弱极化曲线数据处理算法存在的不足,为开展接地材料土壤腐蚀速度实验室评价提供了一种有效的新手段。     

模拟雷电冲击电流对接地网腐蚀的影响研究

当雷电冲击电流经接地网泄放入地时,会对接地网造成严重腐蚀,从而威胁建筑物、工作人员和设备的安全。为了得到雷电冲击电流对接地网腐蚀速率的影响,本文基于热等效性利用交流工频电流来模拟雷电流,通过长期试验测量了不同位置、不同电流下接地网的腐蚀率,得到了模拟雷电流对接地网腐蚀率的影响规律,并通过测量接地电阻的方式分析了电流和土壤对接地网腐蚀的综合影响,最后,论文根据试验结果分析了接地网腐蚀机理。研究结果表明,接地网的腐蚀率是由土壤性质和电流综合决定的,施加模拟雷电流会大大增加接地网的腐蚀程度,未施加电流的接地网腐蚀机理为微电池腐蚀,施加电流的接地网腐蚀机理为电解腐蚀,其中,电解腐蚀对接地网腐蚀的影响大。本文所得结论可为接地网的安全防护提供理论依据。     

一种均衡考虑锂电池内部能量损耗和充电速度的多段恒流充电方法

锂电池快速充电方法应该均衡考虑电池的安全、寿命和充电时间。为此,应该控制锂电池的温度或能量损耗。提出一种均衡考虑锂电池能量损耗和充电时间的多段恒电流充电方法。首先,通过测试不同电流的恒流工况充电电压曲线,建立锂电池直流内阻随荷电状态(SOC)和电流I变化的函数关系式。其次,简化恒流段内能量损耗计算表达式,并设计用于均衡充电时间和能量损耗的充电目标方程。最后,设计一条权重变化曲线以确定各个恒流段的充电电流。此方法实验过程简单,充电电流的计算过程简单。通过与恒流充电方法的实验比较,验证了该方法的优点。     

基于高频交流链接的新型充电技术研究

分析研究了基于高频交流链接技术的新型充电结构,给出了该种充电结构的工作原理,并利用Matlab中的Simulink仿真模块对该结构进行了仿真研究,仿真结果表明通过高频交流链接技术构建的充电电源网侧电流波形近似为正弦波、与网侧电压相位差为零,具有高的功率因数和低的谐波含量,能够维持三相平衡运行。同时基于高频交流链接技术的充电电源能够实现恒流充电和恒功率充电两种充电模式。     

变电站接地网的腐蚀防护探讨

变电站接地网的均压导体埋设在地下,常因施工时焊接不良,漏焊或土壤的腐蚀、接地短路电流电动力作用等原因,使地网均压导体之间或接地引线与均压导体之间存在电气连接不良的故障点。引起接地网接地性能变坏。近几年随着电力系统的迅猛发展,接地短路电流大幅度升高,接地网的问题越来越突出,为此展开接地网腐蚀防护的探讨。本文通过对接地网腐蚀的机理分析,提出土壤、接地网材料、施工工艺的要求,进一步提出接地网腐蚀防护的重要意义。     

Bi对铅酸电池循环性能的影响

在铅酸电池用Pb-Ca-Sn-Al合金中添加不同量Bi,采用Tafel曲线、循环伏安和恒流放电等测试进行了板栅腐蚀、容量的研究.结果表明:Bi的加入有利于提高腐蚀膜的导电性,但加速了铅酸电池的容量衰减.     

腐蚀电化学检测技术在接地网上的应用前景

介绍了接地网腐蚀检测的重要性、目前的接地网测量系统及其局限性和接地网腐蚀的机理，研究分析了腐蚀电化学检测技术在接地网上应用的可行性。分析表明，采用腐蚀电化学检测技术对地网定期进行原位腐蚀检测，无需开挖或停运地网便能确定地网严重腐蚀的区域段。     

基于内阻-容量关系分析锂离子电池的老化

采用正交实验法研究恒流恒压充放电工况下,恒流充电电流(i_1)、充电截止电压(U_1)、环境温度(θ)、恒压充电时间(t1)、放电截止电压(U_2)、恒流放电电流(i_2)和恒压放电时间(t2)等7种因素对锂离子电池老化速率的影响程度:i_1U_1θ≈t2U_2i_2t1。提出一种基于内阻-容量关系区分电池老化模式的方法,并利用微分容量分析(DVA)研究电池的老化机理,结合老化模式和老化速率关系,得出i_1、U_1和θ是电池老化的主因。构造可预测老化模式的三维空间(i_1,U_1,θ),利用9组实验验证了适用性。     

铅酸蓄电池板栅腐蚀情况解析

铅酸蓄电池板栅在均匀酸性介质中,一面的腐蚀情况为点状腐蚀,另一面为互相交错的网格形状,这个问题一直是化学界的未解之谜。本文通过分析铅酸蓄电池离子和电子在充/放电过程中的运动情况,发现放电反应中所生成的电子有很大的初速度,电子以这个速度从板栅一面飞向另一面,由于受到电场和初速度方向影响,形成了独特的腐蚀形态。此外,电子在放电过程中通过板栅时,并不是均匀的,而是有若干孤立的电子发射点,发射出的电子在对面的界面相互交叉和外界的干扰振动等,交叉区域的变化形成纵横交错的网格腐蚀。     

某变电站直流电源阀控式铅酸蓄电池失效分析

对某110 kV变电站直流电源故障蓄电池组铅酸蓄电池开展了失效分析。拆解试验结果表明,该站直流电源蓄电池失效主要是由正极板栅腐蚀断裂与负极汇流排腐蚀断裂所致。正极板栅腐蚀断裂与蓄电池浮充电压过高有关。负极汇流排腐蚀与其材质和工艺密切相关,该负极汇流排采用Pb-Sn-Sb合金配方,会引起Sb、Sn在合金晶界处偏析,加速负极汇流排的晶间腐蚀。最后,根据存在的问题,提出了改进措施,避免以后类似故障发生。     

阀控铅酸蓄电池正极板栅的电化学行为

采用循环伏安曲线、电化学阻抗谱和Tafel曲线研究了阀控铅酸蓄电池正极板栅的电化学行为。不同扫描速度下的循环伏安曲线表明,扫描速度增加,体系的可逆性逐渐变差,峰值电流随扫描速度增大而升高。不同温度下循环伏安曲线表明,随着温度的升高,析氢量和析氧量逐渐增多,氧化峰与还原峰的峰值电流随温度升高而增大,电化学极化减小。电化学阻抗谱表明,板栅的耐腐蚀性和电导率与电荷转移电阻有关。Tafel曲线表明,高温时效工艺的正极板栅更容易腐蚀。     

基于正则化最小二乘法的接地网腐蚀诊断方法研究

针对接地网腐蚀引起电力系统事故问题,阐述了故障诊断方程的建立和求解过程,并采用正则化最小二乘方法解决了方程组欠定问题,消除了测量过程中随机误差带来的影响,准确判断出故障位置.算例计算与分析结果表明,计算结果与试验结果相吻合,该诊断方法具有较高的应用价值.     

VRLA蓄电池用Pb-Ca合金板栅时效过程的研究

通过比较50℃、80℃、120℃温度下时效2 h的Pb-Ca合金板栅金相显微图像,得出80℃条件下时效2 h的板栅金相显微形貌致密、孔隙较小。通过加速浮充电耐久性实验,观察到80℃条件下时效2 h的板栅的耐蚀性要优于50℃及120℃下时效的板栅,且基本与室温下时效72 h的板栅耐蚀性相同。     

一种高效快速的VRLA电池充电法

在研究了电动自行车用阀控铅酸(VRLA)蓄电池分段恒流充电特性的基础上,通过对常规分段恒流充电法与快速分段恒流充电法的比较可见:由于后者提高了充电电流,从而使充电时间缩短到小于150 min,同时电池的循环寿命达到大于250次,但也造成了电池正极板腐蚀的提早发生。针对这一问题,提出了一种新的充电方法———高效分段恒流充电法。该方法仍采用三段恒流充电,不同于快速分段恒流充电法的是:该充电法每6次充电中5次充入电量为105%、一次充入电量为115%。该方法通过对电池充入电量的控制,防止了过充,缩短了充电时间,使电池充满,同时又使电池的温度降低,平均充电电压降低,正极板的腐蚀减小了40%,循环寿命提高了30%。     

接地网腐蚀与断点诊断软件系统的开发

用传统电网络理论,以灵敏度矩阵的形式建立了故障诊断方程,再结合能量最低原理建立利用优化方法中的BFGS变尺度法求解各段导体电阻增量的数学模型,然后利用VC编程开发了可视界面友好且使用方便的接地网诊断软件系统。通过仿真计算和模拟试验证明了该诊断系统的实用性和可靠性。