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王东阳周利军江俊飞王路伽郭蕾 《中国电机工程学报》2015,(22):5950-5956
针对变压器油频域介电谱低频部分弥散现象的原因,即电极极化进行了研究。分析了变压器油隙在低频正弦激励下内部离子动态分布的过程,建立了离子分布模型,依据离子分布构建了弛豫时间和德拜(Debye)长度的表达函数,并用于Debye弛豫模型的参数计算,从而得到了以电极极化为基础的介电参数方程。计算并分析了所述试验条件下的电极极化参数,通过仿真与实测数据的对比,验证了电极极化模型及其相应介电参数方程的正确性。研究结果表明:仿真电流与试验测试电流相符合,建立的离子分布模型能够有效地表征变压器油隙频域介电响应中的电极极化机制;介电参数计算值与试验测值相符合,建立的介电参数方程能够有效地表征变压器油频域介电响应中受电极极化作用时的介电参数。所建立的离子分布模型与介电参数方程能够给油纸绝缘频域介电谱低频弥散特性研究提供基础,以便更好的将频域介电谱技术应用到工程中。 相似文献
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固体氧化物燃料电池阴极数学模型与性能分析 总被引:3,自引:4,他引:3
该文针对固体氧化物燃料电池(SOFC)的LSM/YSZ(Sr掺杂LaMnO3 / Y2O3稳定ZrO2)多孔阴极,耦合电极内部离子传导、电子传导、气体扩散与电化学反应过程,建立了全面考虑活化极化、欧姆极化与浓差极化的电极微观数学模型。模型对交换电流密度计算子模型进行了改进,揭示了温度、氧气分压对其的影响,并将三相界 (TPB )定量表示为电极微观结构参数(孔隙率,配位数,接触角等)的函数。模型计算结果与文献中实验数据吻合较好。在此基础上利用该模型对过电位、氧气浓度等参数在电极上的分布进行计算,并研究了混合导体颗粒尺寸、氧气利用率、电极厚度、孔隙结构参数对电极极化的影响。模拟结果对电极微观结构优化及电池运行提供了一定的理论指导。 相似文献
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在液流电池中,旁路电流的存在,不仅仅会降低电池效率,还会引起电极内电势的变化和离子浓度分布的不均匀,进而会加速副反应的产生。等效电路法被用于计算旁路电流大小和电池效率,但该方法无法计算电极内电势和离子浓度分布。建立二维电池串联模型,仿真计算电极内电势和离子浓度分布,着重研究旁路电流对副反应(如碳腐蚀、析氧反应和析氢反应)的影响。 相似文献
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为研究直流电场下SF_6气体中低压电极覆膜对金属微粒启举的影响机理,搭建了实验平台并使用高速摄像机记录运动轨迹。实验结果表明,随着SF_6气体压力的增大,微粒启举场强升高,且启举后到达高压电极的时间缩短。基于图像处理获得了微粒的瞬时位移,结合运动力学方程和最小二乘法提出了启举时电荷量的计算方法,微粒电荷量的计算分析表明启举时的电荷量减小。建立了覆膜后金属微粒周围电场分布的理论模型,电场分析表明金属微粒与薄膜间的电场明显增大及表面电荷密度分布的改变,使得金属微粒受到向下的极化作用力。研究认为:电荷量减小和极化作用力向下综合导致金属微粒的启举场强提高;覆膜后局部放电是金属微粒的带电机理;SF_6气体压力增大使得金属微粒发生局部放电的起始场强升高,导致极化作用力增大,需要更高场强发生启举。 相似文献
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燃料电池电流分布直接反映电极表面的电化学过程,研究电流密度分布有助于分析电极过程的特征,有利于提高催化剂的利用率。采用电极催化区域分区的方法研究了气体流道区域与集流体区域电流分布的不同。分析了气体流道区域与集流体区域的电阻分布,考察了气体加湿及氧气供给对上述两区域电化学过程的影响。结果表明,小电流密度区间,气体无论是加湿还是干燥条件,电阻的影响要强于气体供给的影响,即集流体区域电流密度高于气体流道区域;而大的电流密度区间,电流在集流体区域与气体流道区域的分布决定于反应点的电阻及气体供给两种因素。 相似文献
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超高压直流输电系统采用单极大地回线方式运行时,直流入地电流会造成接地极附近地表电位发生变化。不同地区由于土壤结构的差异,地表电位分布并不相同。为了研究雁门关换流站单极运行时地表电位变化规律,采用Wenner四电极法实测雁门关直流接地极附近土壤视在电阻率,建立了3层大地土壤水平分层模型,用CDEGS计算了接地极在额定电流下附近100Km范围内变电站、风电场、输气管道的电位分布,并定量给出了地表电位随距离变化的函数关系式。最后研究了注入电流、土壤电阻率、埋地金属管道对地表电位分布的影响。 相似文献
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借鉴植物叶片高效传输的机理,以包含规则排列的贯通直孔的镍片作为骨架材料,与自制催化剂组成小孔气体扩散电极,在锌空气电池体系下与常规泡沫镍电极的放电性能进行比较,并考察不同孔径的小孔气体扩散电极之间的放电特征。结果表明,小孔气体扩散电极相比泡沫镍电极存在更好的放电性能,降低了电极在大电流密度工作时的极化过电位。当电流密度在低于1 000 mA/cm2工作时,放电性能与孔径大小成线性关系,孔径为50μm时,放电效率最佳。总结了小孔气体电极相对泡沫镍气体扩散电极放电效率明显改善,并随着孔径变化放电性能呈现尺度效应,内部结构稳定,间歇放电性能变化较小。 相似文献
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针对目前接地极电流分布计算方法较为复杂等的不足,从电流场和静电场的等效性出发,探讨了水平直线和并联垂直型2种常见形状接地极导体中电流分布不均匀的问题,提出了计算电流分布的一种简化方法。根据电流场和静电场的等效性,将接地极等效为有限长的线电荷模型,根据力学平衡计算了模型上的电荷分布,由此得到入地电流沿接地极轴线的分布规律。结果表明,对于水平直线型接地极端部电流是中间部位的数倍,倍数随接地极长度的增加而增大;对并联的垂直接地极,电流分布的不均匀度随接地极根数的增加而增大,导体的利用率也随之降低。 相似文献
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放电等离子体有着非常广泛的实际工程应用价值,其内部温度特性是表征等离子体性质的一个重要参数。为了探明大气压下放电等离子体的气体温度空间分布特性参数,搭建了一套基于莫尔偏折原理的光学测试系统,对铜电极下小电流(0.1A)放电产生的低温等离子体进行了诊断。首先利用傅里叶变换和Abel逆变换,根据莫尔条纹图像提取了等离子体折射率分布曲线。然后通过求解等离子体物理方程,建立等离子体折射率与温度之间的对应关系。最后通过将折射率反演变换,重建出距下电极不同位置的等离子体气体温度分布,研究并分析温度随位置变化的趋势及原因。结果表明:在同一径向位置上,等离子体中心处温度最高,并向两边迅速递减。不同径向位置下的中心处最高温度范围约为1 400~1 600K。在竖直方向上,随着距下电极位置的距离增加,等离子体气体温度分布和直径都略微增加。 相似文献
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The development of a corona discharge was evaluated numerically over a finite region of a semi-infinite flat plate having small (ohmic) surface conductivity with flowing gas. The model simulates a positive ion corona discharge (ionic wind) in the direction of gas flow generated by two parallel wires mounted flush with the surface of the plate. The deposition and removal of ions at the surface are permitted. Five coupled partial differential equations govern the gas phase model together with empirical equations for electrical discharge (Φ-I characteristic). Two voltage bias case studies were considered: first, the two electrodes have the same potential but are of opposite sign; and second, the positive electrode carries the full potential with the remaining electrode grounded. Several interesting effects are noted relating to the voltage and current distribution, surface potential, and free-stream velocity. Boundary layer development and surface shear are also discussed 相似文献
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Abstract The effects of forming gas annealing have been studied on PZT [Pb(Zr,Ti)O3] and SBT (SrBi2Ta2O9) samples with a variety of top electrode materials. It's been found that forming gas annealing causes changes in the remanent polarization, coercive field, and leakage current in both types of samples, and these changes depend strongly on the top electrode material. Among the 6 electrode materials that we have studied (Pt, Au, Ag, Cu, Ni, and In2O3), Pt tends to lead to the most severe degradation, while the oxide electrode tends to withstand better the forming gas anneal. To explain the results, a model has been proposed which is based on the catalytic activities of the top electrode to dissociate hydrogen molecules into hydrogen atoms, and the latter then migrate into PZT or SBT films to cause oxygen deficiency. 相似文献
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为了探究气体扩散电极的放电过程,基于三相交界线概念和带状电极放电实验数据,提出了一种理想电极模型,并推算出该理想模型的理论电流密度约为4500mA/cm^2。对目前技术水平实验输出电流密度和理论电流密度之间的差异进行了讨论,定性分析了缺相等主要影响因素。 相似文献