海底上部淤泥质沉积物不排水抗剪强度测试方法研究

本次研究的对象为某柔性直流输电工程海底电缆路由区域内的上部沉积物。在海底电缆路由勘察过程中通过工程地质钻探、重力取样器取得了大量原状沉积物柱状样。对取得的原状沉积物样本,分别采用用微型十字板剪切试验、无侧限抗压强度试验及不固结不排水三轴剪切试验测定其抗剪强度,并将获得的结果进行对比,以推荐适合电缆路由区域海底沉积物抗剪强度的测试方法。为海底电缆路由确定及工程设计提供了准确的基础资料,对施工及运行过程中的安全提供了初步保障;为今后北黄海浅海地区的其它海洋工程建设、设计提供了参考。     

海洋沉积物多参数原位探测微探针研究

为了提高海洋沉积物孔隙度、电阻率和地温梯度原位测量的精度与速度,对微探针孔隙度电阻法测量原理、电阻率测量技术及其影响因素进行了研究,在此基础上,设计了一种采用MEMS加速度传感器进行贯入阻力、姿态测量,运用微珠型NTC热敏电阻进行温度校正及地温梯度测量,采用温纳排列进行电阻率测量的多参数贯入式原位探测微探针。该探针结构简单、体积小,直径不大于20mm;探测速度快。室内实验数据表明,其温度测量误差小于5mK,电导率测量相对误差小于1.2%,孔隙度测量误差小于5%,稳定可靠,操作便捷,具有较高的应用推广价值。     

燃料电池电极扩散层电阻率-温度特性

利用聚丙烯腈基(PAN)和沥青基(Pitch)碳纤维制备燃料电池的扩散层,借助XRD考察了不同热处理温度对扩散层电阻率的影响,同时研究了扩散层憎水处理前后电阻率与温度的特性,并对电阻率-温度曲线进行了线性回归分析。实验结果表明随着热处理温度的升高,PAN及Pitch基扩散层电阻率分别从0.021赘·cm,0.050赘·cm降低到0.012赘·cm,0.018赘·cm,d002减小,Lc变大。憎水处理前后的扩散层电阻率具有线性NTC效应。     

海底光缆锚害的有限元分析

船锚造成的海缆故障非常普遍,船锚的钩挂是造成海底光缆故障的主要原因,对海底光缆的锚害研究迫在眉睫。首先建立了船锚钩挂海缆的有限元模型,进行了船锚钩挂海缆的仿真,然后通过分析海缆受到船锚钩挂后的变形和应变,研究了海缆各组成部分抗船锚钩挂的能力、船锚损害海底光缆的机理以及海缆结构与抗船锚钩之间的关系,得出了相关的结论。     

海底电缆抗拉性能数值分析

海底电缆在敷设、运行过程中,受外界因素的影响不可避免将受到拉伸荷载的作用.由于海缆结构复杂,不同结构层材料不同,各层之间力学性能差距较大,研究各结构层的力学性能对海缆正常运行至关重要.采用数值模拟软件建立海缆的拉伸有限元模型,模拟分析不同载荷下各结构层的力学性能,着重分析了铠装钢丝应力承载比例及应力分布,计算结果可为海...     

海上风电场海底高压电缆故障监测方法的研究

海底高压电缆是海上风电场传输电能的重要组成组成部分,因此海底高压电缆的安全运行对海上风电电力系统至关重要。针对分布式光纤传感器在线监测海底高压电缆运行状况的方法,利用有限元软件ANSYS建立XLPE海底高压电缆模型,仿真分析海底高压电缆在不同故障形式下,海底高压电缆内部物理量的变化,为分布式光纤传感器在线监测海底高压电缆运行状态提供参考。最后,根据这些仿真结果提出了一个信息融合的模型,以方便综合利用这些特征量和提高定位精度。     

铝阳极海底沉积物电池的产电性能与应用

普通海水电池,由于阳极金属的腐蚀速率过快,限制了该类电池的使用寿命。采用铝合金作阳极材料,分别置于海底沉积物与海水中,使用同种阴极来构建电池,测试了电池的相关性能并观察铝阳极沉积物电池驱动仪器运行的情况。对比结果表明沉积物中铝阳极腐蚀速率V-为0.966 g/(m2h),海水中为1.207 g/(m2h);沉积物中库仑效率CE为0.710,海水中为0.531。说明沉积物中电极的腐蚀速率减慢,使用寿命可被延长,产能效率提高。铝阳极沉积物电池开路电压1.35 V,比实验中的海水电池高约0.10 V,最大功率密度Pmax为20 W/m2,内阻28 W;外接升压器件后,输出电压至6 V以上,且升压器件最高功率转化率达0.608,表明升压效果良好且具有较高的功率转化效率。同时验证了铝阳极沉积物电池可有效驱动海洋仪器的运行,为以后的海洋实际应用提供了理论依据。     

AFM探针热磁写入中薄膜温度场的有限元模拟

针对光磁混合记录中微区热磁写入方式,提出利用原子力显微镜(AFM)内的显微探针将激光热源导入磁性薄膜,并采用有限元方法对TbFeCo磁性薄膜温度场进行模拟.模拟结果表明:磁性薄膜中,高于居里温度的区域范围与原子力探针针尖直径、薄膜厚度、激光能量之间存在紧密的关系.高于居里温度的区域范围随针尖直径呈线性增大,随薄膜厚度的增高而减小,在薄膜厚度超过15nm后趋于稳定.     

电触头复合材料电阻率的理论研究

本文介绍了电触头复合材料电阻率计算的已有模型。通过分析材料烧结机理及内部状态，提出了一种新的更合理的电阻率计算模型，并得到了实验验证。该模型定量地反映出了材料组分、含量、孔隙率及合金化程度等因素对电阻率的影响。     

高精度倾斜仪探头信号采集处理电路的设计

为实现倾斜仪探头高线性度、高分辨率和高稳定度的角度测量要求,以石英挠性加速度计作为传感器,设计了一种以STM32为主控制器的倾斜仪探头信号采集处理电路,详细阐述了硬件设计和软件设计。加速度计感应到的重力加速度信号完成信号调理和A／D转换,对转换得到的数字信号进行倾斜角度解算、数字滤波和温度补偿后,通过D／A转换得到倾斜角度值（模拟电压信号）。经试验验证,该倾斜仪探头测量角度值的非线性偏差小于0．001°,分辨率达0．0003°,最大温度漂移为0．0109°。     

基于四通道TEV传感器的开关柜局部放电定位方法的研究

高压开关柜局部放电的准确、快速定位对于及时排除设备故障隐患,保障电力系统的安全稳定运行具有重要的作用.利用四通道暂态对地电压(transient earth voltage,TEV)传感器的多种布置方式,首先将局部放电确定在开关柜某一柜面的某一隔室;基于某一隔室的XFDTD简化模型仿真结果,利用双曲面定位法和空间网格搜索法自行编制程序确定了某一隔室内放电源的具体位置;通过在实验室搭建了高压开关柜局部放电定位试验平台,验证定位方法的有效性.     

随钻方位电阻率测井仪线圈系设计方法研究

随钻方位电磁波电阻率测井仪器实现地层方位电阻率测量和地层层界面检测的关键在于测井仪线圈系结构的设计,且测井仪器的检测性能主要受电磁波信号发射频率、线圈源距、线圈间距、线圈倾角以及所测地层电阻率的影响。针对随钻方位电磁波电阻率测井仪器的不同检测要求,确定测井仪器的检测方式。根据线圈系结构在不同检测方式的条件下所满足的约束条件,采用仿真实验的手段设计随钻方位电磁波电阻率测井仪的线圈系结构,为实际工程应用中线圈系的结构设计提供参考依据。     

高土壤电阻率地区变电站接地网长效降阻的实现

广州番禺110kV祈福变电站所处地域的土壤电阻率较高,地网电阻值高达1．3Ω。为使地网电阻达到国家标准,首次在国内采用了世界先进的接地系统辅助设计工具——CDEGS软件包对祈福变电站接地系统进行了可行性设计论证,并予以实施最终使地网电阻降到了0．2Ω以下,确保了设备的安全运行。在此基础上,更纵深考虑了如何使在高土壤电阻率地区的变电站设计和改造工作更加科学合理,为今后在探讨相关工作时提供一套较完整的可行性系统解决方案。     

高土壤电阻率地区变电站接地网设计

高土壤电阻率地区变电站接地设计和降阻措施一直是广大工程技术人员关心的问题。通过对各种降阻措施比较分析,提出了高土壤电阻率地区变电站接地设计的基本原则和步骤,并以实例说明。     

脉冲功率源用高耦合度储能电感研究

在电感储能型脉冲功率源中耦合电感是关键。首先从STRETCH Meat grinder 电路出发,阐明了高耦合度电感的概念,然后通过分析影响耦合度的关键因素给出了高耦合度储能电感的模型,并对耦合电感的电感量和磁场的计算进行了数学推导。为了进一步的了解耦合电感的磁场分布情况,本文对其进行了有限元仿真,得到了耦合电感的磁感应强度分布云图和能量分布云图,考虑到漏磁的存在,在文章的最后还对耦合电感的漏磁进行了仿真计算。通过本文的研究能够为脉冲功率源用高耦合度储能电感的优化设计提供一定的理论依据。     

电力设备中液位高精度变送技术的研究

本文提出在弹性元件表面用微波ECR溅射TiN薄膜实现电力设备的液位高精度变送的技术。由于TiN薄膜优异的机械特性，加之对敏感元件进行了二元线性插值法进行智能补偿，实现了液位测量的快响应和高精度。     

基于高温超导的高精度电压互感器研究

电压互感器的励磁误差由励磁电流在电压互感器绕组上的压降产生,是电压互感器误差的主要来源。双级励磁技术可以有效降低电压互感器的励磁电流,但绕组阻抗始终无法消除,励磁误差仍然存在。本文将77K高温超导技术应用于电压互感器,绕组和互感器铁心均工作在高温超导环境,达到超导态时绕组的阻抗为零,励磁电流经过绕组引起的压降也为零,可以从根本上消除励磁误差。分析了高温超导下的铜损和铁心磁性能,重点针对铁心的磁滞和涡流损耗进行了理论分析并提出抑制措施,设计了一台变比为1kV/10V的电压互感器的铁心和绕组结构,研制了高温超导电压互感器样机,设计了低温杜瓦容器及其外部冷屏设计,减小热量损失温度场,开展温度场仿真分析温度分布梯度。最后开展了误差校准,校准结果表明,该样机在20%~120%额定电压范围内,比值误差优于4×10-6,相位误差优于5μrad,比常温电压互感器的误差减小一个数量级。77K高温超导电压互感器对于提升电压互感器的精度具有重要意义,同时也可为更高电压等级的超导互感器研制提供理论支撑。     

高精度捷联惯导姿态更新优化算法研究

介绍了捷联惯导姿态更新算法中的旋转矢量算法。在传统的旋转矢量算法的基础上,提出一种新的航姿算法,并分析了此算法在典型圆锥运动输入下的误差。新航姿算法是利用增加一个角速度拟合参数来估算算法误差,进而优化姿态更新的方法。与传统的旋转矢量算法比较,算法无需计算误差四元素,新算法更为简单明了,为改进旋转矢量算法提供了一种新的思路。     

高精度钢轨端面坡度测量算法研究

当前国内在焊接钢轨之前需要通过塞尺与角度尺等接触式工具测量钢轨垂直度与端面坡度,由于人工测量步骤复杂, 测量效率低,故研究了一种基于激光轮廓仪非接触式钢轨测量系统。 系统由 4 个激光轮廓仪采集钢轨整个端面及侧面信息,然 后运用二面角原理完成钢轨端面与侧面、端面与底面夹角的计算,最后再通过直角尺模型测得端面坡度。 经现场测试,钢轨垂 直度的重复测量误差小于 0. 2°,测量精度最高可达 0. 3°,端面坡度极限误差达到 0. 04 mm。 实验结果证明所设计系统能够高效 而又稳定地完成钢轨垂直度的检测工作,满足实际测试要求。