纳米TiO_2改性绝缘纸的绝缘性能

为了研究纳米TiO2改性绝缘纸的绝缘性能,试验室制备了含不同质量分数纳米TiO2的绝缘纸手抄片,并对真空浸油后的绝缘纸性能进行了测试。结果表明在一定的纳米TiO2质量百分比内,改性后的绝缘纸的工频击穿场强得到较大的提高,如在质量分数为3%时,工频击穿场强提高了20.83%。在3%的添加量内绝缘纸的介电常数、介电损耗、电导率都随纳米TiO2含量的增加而减小。对纳米TiO2引起的绝缘纸工频击穿特性和介电性能的相关变化进行了讨论和分析,结果表明加入的纳米TiO2能够与纤维素与绝缘油之间形成较强的相互作用,它们的接触界面可能成为了能够捕获电子的陷阱,这些陷阱能有效地减小电子的平均自由程,遏制自由电子的能量积聚、减小了有效电子的产生几率、提高了油浸绝缘纸的工频击穿场强;纳米TiO2对纤维表面极性基团的束缚作用使绝缘纸的介电性能发生改变。     

纳米SiO_2/芳纶绝缘纸复合材料的空间电荷特性和介电性能

为提高油纸绝缘系统的绝缘寿命,提出将纳米SiO_2粒子改性的芳纶绝缘纸应用于直流输变电设备的方法。在加压和去压短路条件下,测试了不同纳米SiO_2含量的芳纶绝缘纸试样的空间电荷特性、热刺激去极化电流、直流击穿强度和体积电阻率。结果表明:添加纳米SiO_2使芳纶绝缘纸的线均电荷密度明显低于纯芳纶纸试样;随纳米SiO_2含量的增加,试样平均电荷密度衰减速率呈现先减小后增大的变化趋势;SiO_2的添加增加了芳纶纸内部深陷阱和浅陷阱的密度;纳米SiO_2含量为1wt%时直流击穿强度最大;芳纶纸的体积电阻率随纳米SiO_2含量增加呈单调递增趋势。机理分析表明纳米SiO_2粒子浓度过高时,其分散性变差导致其对芳纶纸性能的改善作用变弱。     

NOMEX合成纤维绝缘介质在直流电场中的空间电荷特性

为提升变压器内绝缘水平,延长变压器使用寿命,合成纤维绝缘纸因其优良的介电、机械、热稳定、抗潮等性能而被广泛应用在绝缘介质工程领域。采用电声脉冲（PEA）法测量分析以NOMEX纸为代表的油浸合成纤维绝缘纸在直流电场中的空间电荷注入、积聚、消散时的密度分布特性,并与传统油浸植物纤维素绝缘纸进行对比,结合材料频域介电谱特性研...     

掺杂纳米Al_2O_3对纤维绝缘纸电寿命的影响及机理

纳米Al_2O_3掺杂能有效提升纤维绝缘纸的热寿命,为进一步探究其对纤维绝缘纸电寿命的影响,在实验室制备了纳米Al_2O_3改性纤维绝缘纸(质量分数为2%的掺杂量)和普通纤维绝缘纸手抄片,均采用矿物油进行真空浸渍后作为对比研究对象。在多样品绝缘材料电老化试验平台上,对两种油浸绝缘纸分六种不同电压开展加速电老化试验,以绝缘击穿失效作为寿命终点,利用电寿命反幂函数模型,分别计算并对比了其寿命指数,并对其介电性能进行测试。结果表明,相较于改性前的油浸绝缘纸,改性后的油浸绝缘纸具有更低的相对介电常数及介质损耗,寿命指数提高了20%,具有更高的抗电老化性能及更长的电寿命。最后,结合改性前后介质中电场分布、介质损耗及传导电流变化,分析了纳米Al_2O_3掺杂对油纸绝缘电寿命的影响机理。     

硅烷偶联剂改性纳米AlN对碳化硅器件封装用有机硅弹体耐电及老化特性的影响

为了研究硅烷偶联剂改性纳米氮化铝（AlN）对有机硅弹体耐电及高温老化特性的影响,该文将纯有机硅弹体及其硅烷偶联剂改性纳米AlN复合材料在250℃高温下热老化500h,对老化前后的试样进行形貌分析、扫描电镜（SEM）断面表征、热重分析（TGA）、直流电导率及去极化电流测试、空间电荷测量、介电谱、直流击穿实验和量子化学计算,并对硅弹体基体和纳米AlN界面在老化过程中的状态变化进行分析,提出热老化前后的界面模型。结果表明：纯有机硅弹体热老化后热分解产生大量断链和内部微孔,其浅陷阱密度增加;对于纳米复合材料,老化前硅弹体基体与纳米AlN之间存在界面间隙,浅陷阱深度减小;热老化前后的界面状态对硅弹体纳米复合材料的热稳定性和电气性能产生了明显的影响,热老化后硅弹体基体与纳米AlN之间形成化学键和氢键,提高纳米复合材料的热分解温度,也使其深陷阱深度和密度增加。相比于老化后的纯有机硅弹体,老化后的纳米复合材料直流电导率更低、空间电荷积累更少、直流击穿场强明显提升,且质量分数3%纳米掺杂的复合材料具有最好的热分解抑制效果。研究结果表明,适量掺杂的硅烷偶联剂改性纳米AlN可显著提升有机硅弹体的耐电及老化特...     

直流和工频电压下油浸纸绝缘系统空间电荷特性的差异

绝缘材料在交流电压下的空间电荷特性和直流电压下的空间电荷特性同等重要。输电系统中交流变压器的数量巨大,变压器内绝缘用油纸绝缘材料在交流电压下的空间电荷特性如何,尚未见研究报道。首先采用直流电声脉冲测试系统研究了油浸绝缘纸在正/负极性直流场强下的空间电荷特性,然后采用改进的基于电声脉冲法的空间电荷测试系统研究了油浸绝缘纸在工频电压下的空间电荷特性。结果表明:电场极性对油浸绝缘纸内部的空间电荷分布有决定性影响,在正极性直流场强下,积聚在靠近铝板电极侧绝缘纸-绝缘纸界面处的电荷极性是正极性,而在负极性直流场强下,其是负极性;在工频加压的正半周,铝板电极处的电荷极性为负,而在工频加压的负半周,铝板电极处的电荷极性为正,90和270相位下油浸绝缘纸内部界面处积聚的电荷极性相反;与直流电压下相比,工频电压下油浸绝缘纸内部积聚的电荷显著减少。     

间位芳纶短切纤维/浆粕的配比对芳纶绝缘纸性能的影响

为了研究间位芳纶短切纤维和浆粕的配比对间位芳纶绝缘纸机械性能和介电性能的影响规律及机理,实验室制备了不同纤维配比的芳纶绝缘纸,测量了芳纶纸的拉伸强度和断裂伸长率,芳纶纸的相对介电常数和介质损耗的频域介电曲线,以及在工频电压下的击穿场强。对比了芳纶绝缘纸和410型Nomex纸的拉伸性能、介电性能以及热稳定性,并结合芳纶纤维的结晶性能及形态分析了纤维配比对芳纶纸拉伸性能和介电性能的影响机理。实验结果表明:随着短切纤维含量的增加,芳纶纸的拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小,相对介电常数逐渐减小,介质损耗在低频段(10-1~102 Hz)逐渐增大而在高频段(104~106 Hz)变化不大,击穿场强随有较大幅度的降低。实验室自制的芳纶绝缘纸的热稳定性已达到Nomex纸的水平,拉伸性能介于Nomex纸横、纵向性能之间。当短切纤维含量较多时,会向芳纶纸中引入较多的微小孔洞,导致芳纶纸的击穿场强有所降低。     

多元共混改性绝缘纸的制备及绝缘性能

为了研究有机填料和无机填料的共同作用对绝缘纸性能的影响，利用纳米原纤化纤维素包覆经盐酸多巴胺表面处理后的纳米二氧化钛(TiO₂)，得到多元共混填料(PDA-TiO₂@NFC)，然后将多元共混填料填充到纤维素绝缘纸中，制备了不同多元共混填料浓度改性的三明治结构绝缘纸，探究了多元共混填料改性绝缘纸的最佳浓度，分析了不同多元共混填料浓度改性绝缘纸的抗张强度、直流体积电阻率、击穿特性和空间电荷。结果表明：当多元共混填料浓度为0.5%时，改性绝缘纸的抗张强度相对于未改性绝缘纸提升了17.90%，油浸纸的交、直流击穿强度均提升了17%以上，并且能有效抑制空间电荷的注入，对直流体积电导率的影响不甚明显。利用此种方法制备的三明治结构绝缘纸，力学性能和电气强度提升效果显著，为协同提升绝缘纸的各项性能提供了参考。     

绝缘纸板表面微纳结构Al_2O_3功能膜的构筑及其抑制空间电荷注入的机制

空间电荷是影响和制约换流变油纸绝缘材料绝缘强度的关键因素。与体掺杂不同属性纳米颗粒实现抑制空间电荷的传统方法相比,需要探索新思路、新方法实现油浸绝缘介质的空间电荷注入。以射频反应磁控溅射为技术手段,在绝缘纸板表面成功制备了微纳结构Al_2O_3功能膜;通过电声脉冲空间电荷测量法,以及预压及无预压情况下的直流击穿测试获得构筑微纳结构Al_2O_3功能膜油浸绝缘纸板的空间电荷和直流击穿特性。研究表明,绝缘纸板表面构筑的微纳结构Al_2O_3功能膜提升了油浸绝缘纸板体积电阻率,有效抑制油浸绝缘纸板空间电荷的注入,并显著减弱由空间电荷积聚引起的油浸纸板内部电场畸变程度,表面构筑微纳结构Al_2O_3功能膜油浸纸板的预压直流击穿电压值得到了较高提升。微纳结构Al_2O_3功能膜除了具备纳米粒子相关效应外,还提升了电荷注入势垒。     

不同直流场强下水分对多层油浸绝缘纸空间电荷生成和迁移的影响

空间电荷问题是影响变压器油纸绝缘材料耐电强度,导致其绝缘故障的重要因素。针对水分对油纸绝缘电气性能的危害,文中采用基于电声脉冲法的空间电荷测试系统研究了不同水分含量油浸绝缘纸在直流场强20、30、40 k V/mm下的空间电荷特性。结果表明:加压过程中,水分对油浸绝缘纸内部空间电荷分布产生很大影响。油浸绝缘纸试品水分含量越高,其内部积聚的电荷量越少,油纸界面对电荷的阻挡作用也越弱;在油浸绝缘纸试品击穿前,试品内部仅积聚少量的负电荷,空间电荷在两电极间快速导通,是导致油浸绝缘纸试品击穿的主因。     

间位芳纶纸板的制备及性能研究

采用间位芳纶短切纤维和沉析纤维为原材料制备了芳纶纸板,分析了纤维配比、温度及压强对纸板电气强度及拉伸性能的影响,并对纸板金属离子含量、水浸液电导率和p H值、耐油污性能等进行了研究。结果表明:间位芳纶纸板最佳的纤维配比为短切纤维∶沉析纤维=5∶5,最佳工艺是热压温度280℃、热压压强8 MPa。间位芳纶纸板的综合性能达到国外同类产品水平,具有良好的应用前景。     

(1-cosωt)纳秒波气体绝缘恢复特性的研究

随着高重复频率脉冲功率技术的发展和应用的日益增多、对火花开关的重复率提出了更高要求。火花开关的重复率受介质的电气恢复速度的限制,为此,有必要了解影响气体恢复强度特性的主要因素。在以黄铜为电极的短间隙(0.7mm、0.9mm)均匀场条件下,以波形为近似(1-coswt)(最大幅值20kV,准振荡周期150ns)的双脉冲回路法对SF_6与氮的混合气体、纯氮、干燥空气在气体压力P=0～405.3kPa的范围内的绝缘强度及击穿后τ=1.0～1000ms绝缘恢复强度特性进行了研究,获得有关混合气体中不同SF_6含量的恢复强度特性和纯氮、干燥空气不同压力下的电气恢复特性、对不同气体的电气恢复强度特性进行了比较,并对实验结果进行了定性分析。对不同气体介质电气恢复特性仅作初步探讨、研究,尚待进一步深入。     

灯具电线电缆的运用

新版的IEC60598．1：2008相对于老版本,灯具电源连接方式发生了变化,同时表5．1也有细微的变化。这些改变对于常见规格的电线电缆在灯具中的使用产生了影响,甚至这些改变与新版灯具标准中对防触电的要求变化有一定的关联。主要针对灯具产品中常用规格的电线电缆进行分析,找出它们的区别和共同点,从而反映出灯具标准选择电线电缆的规律,同时也可以更具体地了解灯具内部接线的使用。     

一种饱和风化砂的静、动强度和动力变形特性

通过静、动力三轴及共振柱试验,本文较全面地研究了一种饱和风化砂的静,动强度和动力变形特性。和一般砂土及砂砾土不同,风化砂的动力特性有其独自的特性。     

大型风力发电机轮毂强度的有限元分析与应用

应用ANSYS有限元软件工具,对风力发电机的轮毂进行了强度和疲劳强度分析,模拟了疲劳载荷和材料的S-N曲线,详细探讨了疲劳仿真分析的技术和过程.从仿真分析计算的强度云图和疲劳强度云图中,可以直观地判断出该轮毂的危险区域.     

CFRP在某办公楼混凝土梁上的加固应用

论述了碳纤维复合材料(CFRP)加固技术应用于某办公楼混凝土梁加固的设计原理及施工过程。提出了用CFRP进行梁的抗弯、抗剪补强的简易计算方法。实践证明该工程使用效果良好，显示了碳纤维材料加固技术的良好前景。     

低温防爆电动机结构件材质强度及轴贯通配合间隙冷缩变规律

分析了低温环境用防爆电动机结构件材质在低温-40℃条件主要强度参数：极限强度、冲击韧性akV变化情况并进行试验，选出适应低温材质，并且对结构件构成的配偶付动、静配合间隙即防爆间隙在规定的低温下冷缩变规律试验分析，为设计者提供使用技术条件。     

单向受拉状态下钢纤维混凝土的二次峰值强度

不同于普通混凝土在单向受拉实验中的仅有唯一峰值强度,在大量钢纤维混凝土拉伸实验的应力应变曲线中均出现了两次峰值强度现象。本文采用黏结滑移模型考虑纤维在混凝土开裂面上的桥接作用,确定了钢纤维轴向应力与裂缝宽度之间的关系。钢纤维混凝土开裂后,将基体的软化模量与纤维增强作用的切线模量之和,作为判断第二峰值的依据。该值始终为非负时,钢纤维混凝土的应力-应变曲线具有唯一峰值强度;否则,应力-应变曲线中将具有二次峰值强度,并提出了钢纤维混凝土峰值强度的三种可能情况。建立了有限元模型以模拟钢纤维混凝土的拉伸试验,进一步研究了钢纤维掺量、长径比对混凝土开裂后力学性能的影响。并提出了钢纤维混凝土的抗拉强度的计算公式,可以有效地预测钢纤维混凝土的抗拉强度。     

交直流系统强度指标分析

现已提出的各种强度指标都是系统强度的近似反映。在运行无功有效短路比(operating reactive effectiveshort-circuit ratio,OQESCR)基础上改进得到了一种更为准确的强度指标KS,同时对比分析了二者的关系。推导得出了OQESCR和KS与系统运行状态关系的表达式,并据此画出了CIGRE标准系统的强度曲面图。利用最大功率曲线法,求得了KS的2个特殊值:临界KS和边界K S的表达式。以此为依据,提出了划分交直流系统强弱的标准。     

纳米石墨烯掺杂浓度对XLPE击穿性能的影响

制备了分散性良好的6种不同配比XLPE/纳米石墨烯聚合物,运用差式扫描量热法排除了结晶度对击穿性能的影响;对试样进行了工频击穿强度测量并通过拉伸强度测试评估了机械性能。实验表明,掺杂纳米石墨烯能使聚合物的工频击穿强度最大提高27. 66%,拉伸强度最大提高10. 64%,在工业实现上有积极意义。通过等温去极化电流计算聚合物陷阱密度及能级,并结合动态热机械分析从界面分子结合力探究不同含量石墨烯影响击穿性能的机理。研究表明掺杂少于0. 01 wt%的纳米石墨烯能增大陷阱能级,同时增大聚乙烯基体分子间作用力,进而提升聚合物击穿性能。