直流与交流电气线路中铜导线短路痕迹的分析

直流电气线路及交流电气线路中铜导线发生短路故障时所形成的熔痕的组织特征不同,为区分二者之间的差别,利用模拟试验手段制备出金相样品,并采用宏观分析、金相分析等各种技术手段进行分析总结,归纳出二者发生短路故障时所形成的痕迹特征规律.模拟研究结果表明,直流线路一次短路熔痕的金相组织以细小的柱状晶为主,且孔洞较少;在交流线路中,一次短路故障形成的熔痕的金相组织胞状晶较多,且交、直流电气线路中铜导线发生短路故障时所形成的熔痕的组织特征明显不同,这些特征可用于实际鉴定工作中.     

应用扫描电镜分析研究铜导线短路熔珠形态特征

通过模拟实验制备铜导线短路熔珠样品,应用S-3400N扫描电镜观察其外观形态、微观形貌及显微组织.科学地分析了不同条件下形成的铜导线短路熔珠所具有的痕迹特征,并以此研究铜熔珠熔化性质、形成特点及机理.     

磷酸盐水泥界面过渡区研究

磷酸镁水泥(MPC)是一种新型胶凝材料,常用作快速修补材料,并取得了良好的效果,但关于磷酸镁水泥的界面过渡区的研究目前却十分缺乏。采用XRD、SEM以及EDX等方法对磷酸镁水泥与抛光大理石界面处的物相、微观形貌进行了分析,同时也对界面过渡区的各元素分布进行了测试,对磷酸镁水泥的界面过渡区进行了分析。实验结果表明,磷酸镁水泥在界面处与内部的水化产物晶体生长状况均良好,界面过渡区晶体生长状况与内部差别不大,在加水拌合1h后有大量生长状况良好的水化产物晶体形成,随着龄期的增加,晶体会逐渐增大、增多,晶粒形状也会发生一定变化,结合EDX分析界面过渡区元素变化情况可知,在界面处有大量的Mg及P元素分布,但在距离界面70μm后分布才有一定规律。     

Al基材表面激光制备Cu/Zn熔覆层的实验研究

利用Nd：YAG激光器的聚焦光束为热源，在易氧化的纯铝表面制备了铜锌铝熔覆层，分析讨论了激光功率、激光有效热利用率的最佳耦合，对熔覆工艺、熔覆层的微观组织、激光参数进行了实验研究。实验结果表明，Nd：YAG激光辐照Al基体可制备抗氧化的铜锌铝表面合金。通过JEOLJSM-5610LV扫描电镜对Cu／Zn／Al表面合金微观组织结构的分析，表明只要选择合适的激光工艺参数，而且采用与基体熔点相近的熔覆材料(如Zn、Cu)，可获得熔覆层、过渡区裂纹与徽洞较少的高质量Cu／Zn／Al合金。     

铜包铝复合材料用于特高压携带型短路接地线的轻型化方案研究

针对现有携带型短路接地线(简称接地线)在特高压线路上挂接时存在质量重、不便于携带安装的问题,该文提出使用铜包铝复合材料用作特高压接地线导体的轻型化方案。对铜及铜包铝材料在短时间下的熔断电流进行理论计算及试验,并对典型1000 kV同塔双回线路接地线短路电热耦合暂态过程进行仿真分析。研究结果表明:当导线截面大于4 mm2、熔断时间小于1.5 s时,接地线导体材料熔断电流试验值与理论计算值基本一致。采用CCA-10铜包铝接地线相比铜接地线截面积增大71.1%,但质量减轻36.2%。对于1000 kV同塔双回线路单回停电检修的情况,可选择50 mm2的铜接地线或95 mm2的CCA-10铜包铝接地线,且铜包铝接地线安全裕度更大。     

铜表面Ni-Cr合金激光复合熔覆技术的研究

为了提高铜板表面的耐磨性,利用激光复合熔覆的方法在铜板表面熔覆Ni-Co-Cr合金。采用常规激光熔覆技术,很难在铜板表面形成具有良好冶金结合的熔覆层。我们使用微弧沉积的方法在铜板表面形成一薄层,再采用激光熔覆的方法来制备一定厚度的熔覆层。对样本进行微观组织分析和耐磨性对比试验,从显微组织中可以看出,微弧沉积层和基体材料形成紧密的冶金结合,显微组织照片表面,熔覆层组织变得更加紧密,熔覆层的晶粒主要由细化晶粒γ-Ni、Cr7C3 and CrB构成。熔覆区域的显微硬度可达650HV～850HV,远远高于铜基材的硬度,熔覆层具有良好的表面粗糙度。实验结果表明,采用激光电弧复合熔覆的方法能够在厚铜板表面形成与基体冶金结合的Ni-Cr合金熔覆层。     

基于谐波模型的变压器绕组材质辨别方法与实验验证

变压器生产中“以铝代铜”的现象危害电力系统安全运行，现有的辨别方法存在对检测环境要求高、检测设备复杂、对变压器具有破坏性等问题。为了能够简单有效地辨别变压器绕组材质，提出了一种基于变压器谐波短路电阻测量的无损辨别方法，该方法采用串联电容补偿变压器漏抗的实验方案准确测量高频谐波下变压器的短路电阻。首先利用长直导线的仿真说明了此方法的可行性，然后通过铜铝变压器短路实验进行了验证，实验结果表明相同铭牌参数的铜铝变压器其谐波电阻不同，测量谐波电阻可准确辨别其绕组材质，该方法所需设备简单、成本较低、对检测环境要求低，具备较高的工程实用价值。     

短路热稳定校验计算方法分析

在供配电设计过程中,在确定断路器和导线截面后,我们需要对短路情况下导线的热稳定性进行校验.目前断路器具有明显的限流作用,本文阐述限流作用对原有热稳定校验公式中参数取值的影响及短路电流持续时间的不确定性,建议改用允通能量曲线进行热稳定校验,并举例说明.     

激冷作用对堆焊熔敷成形件组织和性能的影响

为了研究激冷作用对堆焊熔敷再制造成形件组织及性能的影响,分别在铜激冷成形底座和传统用铸铁成形底座上进行堆焊熔敷成形试验,对比研究了两种条件下成形件的组织和性能.结果表明,相比于在铸铁成形底座上自然冷却条件下成形,在铜激冷成形底座上成形时,焊缝组织的定向凝固趋势更加明显; 晶粒生长更加有序、齐整,且晶粒更加细小、匀称; 成形件的抗拉强度、屈服强度、伸长率和屈强比分别提高了8.8%、17.7%、16.2%和8.3%.     

316L不锈钢激光熔覆层的组织及硬度分析

在304不锈钢表面预置316L不锈钢粉末,采用CO2激光器熔覆制备316L粉末涂层.观察了激光熔覆表面形貌的成形质量,研究了不同工艺参数对熔覆层微观组织、显微硬度和材料成分的影响.结果表明:熔覆涂层无明显裂纹、气孔等缺陷,与基材结合良好;熔覆层是由细小等轴晶和柱状晶组成,且当激光功率为1.5 kW时,奥氏体晶粒更加均匀、细小;激光功率对熔覆层的显微硬度影响不大,激光熔覆前后,组织成分(质量分数,全文同)没有明显变化,316L不锈钢熔覆粉末适用于304不锈钢基材的修复.     

单极高压直流输电线路电场强度计算

通过改进Sarma计算方法和引入分裂导线的作用，运用解析法计算了高压直流输电线路的电场强度，并分析了线路几何参数的影响.结果表明，电场强度随距导线距离的增加而急剧衰减，地面最大电场强度位于导线垂直投影处.次导线半径和导线对地高度对电场强度的影响较明显，次导线半径越大，导线越高，电场强度则越小.次导线布置形式和导线分裂间距对电场强度的影响很小.在不同次导线半径下，最大电场强度与运行电压呈近似线性关系.在不同导线对地高度下，最大电场强度与运行电压呈发散状的非线性关系.将解析法计算结果和有限元法计算结果进行比较，两者吻合较好.     

基于Matlab的短路过渡动态行为建模与仿真

为了探讨CO2气体保护焊短路过渡过程全数字控制的规律,从熔滴过渡行为角度出发,深入分析了燃弧期间熔滴体积的变化和短路期间的液桥行为,建立了熔滴和液桥行为的数学模型,并对短路过渡的动态电压负载和弧长的动态变化过程进行了数学建模．然后利用Matlab／Simulink建立了全数字控制CO2气体保护焊短路过渡整体系统的仿真模型．仿真波形与试验结果基本一致,证明所建的系统仿真模型是正确的．该仿真研究可以应用于全数字控制CO2气体保护焊短路过渡数字控制规律和动态行为的研究．     

外加纵向磁场对CO_2焊接短路液桥的影响

为了减少CO_2焊接飞溅,利用高速摄像装置拍摄外加纵向磁场作用下CO_2焊熔滴过渡过程,对液桥形成段、液桥缩颈段进行了研究.结果表明,当施加低频磁场时,随着磁场频率的增加,熔滴半径随之增大并在磁场频率为60 Hz时达到最大值,此时球状熔滴的体积最大;随着磁场频率的增加,液桥形成段缩短,促进了短路初期的熔滴过渡过程.当施加高频磁场时,液桥缩颈段赤道面的最小半径减小,促进了短路末期的熔滴过渡过程.外加纵向磁场可以有效促进熔滴的短路过渡过程,从而减小CO_2焊接飞溅.     

熔滴短路过渡频率测量装置制作及其在教学中的应用

阐述了CO2焊熔滴短路过渡时电弧电压波形的形成及特点,且据此特点制作了熔滴短路过渡频率测量装置。并介绍了其工作原理和在实验教学中的应用。     

相场法模拟烧结后期陶瓷晶粒生长及气孔组织演化研究

采用相场模型模拟了烧结后期陶瓷微观组织演化过程。在二维模拟系统中分别设置不同大小、含量以及数量的气孔,分析了气孔的脱钩现象,研究了烧结后期气孔对陶瓷晶粒生长动力学的影响规律。模拟结果表明,陶瓷晶粒尺寸与气孔率和气孔数量成反比,与气孔尺寸成正比。     

高压直流输电线路电场强度计算方法

针对高压直流输电线路产生的电场问题，考虑分裂导线的作用，改进了Sarma计算电场强度的方法.计算了电场强度的分布，并分析了线路设计参数对电场强度分布的影响.研究表明，地面电场强度在中心点为零，向两侧极导线方向迅速增加，在极导线外侧1~3 m处达到最大值，而后随距离增加而急剧衰减.导线高度对电场强度的分布影响最为明显，导线越高，电场强度越小;次导线半径越大，电场强度越小;极间距越小，电场强度越小;次导线分裂间距和次导线布置形式对电场强度的影响很小.     

异种金属材料焊接性的研究：HSn62—1与1Cr18Ni9Ti焊接铜渗透裂纹

本文是在冷却器HSn62—1黄铜与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢熔—钎焊(Welding—braze)工艺试验的基础上,采用铜合金焊丝对奥氏体不锈钢的焊接中产生铜渗透裂纹进行了机理的研究。通过熔一钎焊的TIG工艺大量试验数据表明,液态铜对奥氏体不锈钢润湿、渗透,在焊接应力作用下,沿晶界渗透扩展而开裂,并且在裂纹中充满了液态铜。由于液态铜使晶界表面能明显降低,同时对裂纹尖端壁面产生一种附加压力,促使液态铜沿晶界加速扩展,形成奥氏体不锈钢液态金属脆化而导致铜的渗透裂纹。 本试验采用七种钢合金焊丝进行熔一钎焊的TIG最佳工艺试验,提出了适用的焊丝,指明了产生铜渗透裂纹的基本规律,为完善异种金属焊接提供了理论依据。     

CFH-50／240防弧线夹在10kV架空绝缘导线防雷击断线中的应用

通过分析架空绝缘导线雷击断线机理,采用导线上安装CFH-50／240型防弧线夹防雷保护。经过实际应用表明：在辐射形线路上安装该防弧线夹,雷电过电压在防弧线夹引弧棒处与绝缘子钢脚之间引起闪络。接续的工频短路电流电弧的弧根固定在引弧棒上燃烧,能可靠保护导线免于烧伤以及有效减少因雷电产生的跳闸。     

熔滴短路过渡建模及熔池三维瞬态行为模拟

针对短路过渡CO_2焊接的熔滴过渡随机性强、熔池动态行为复杂的特点,考虑熔滴与熔池短路时刻、短路时刻的熔滴半径、温度和中心位置等随机因素,提出了熔滴短路过渡行为模型.采用非对称高斯热源表征电弧热流密度沿焊接方向的非对称性,采用附加源项法处理熔池各动量源,采用VOF追踪熔池气-液界面,采用液相分数法和焓-孔隙度法处理液-固糊状区熔化金属凝固潜热及动量损失,建立了短路过渡焊接熔池的三维瞬态模型.基于FLUENT软件二次开发,模拟了熔池的动态行为,研究了熔池温度场和流场的瞬态变化.对比等速送丝和脉冲送丝情况,熔滴短路间隔时间的概率密度分布和焊缝成形的模拟与实验结果吻合良好,验证了熔滴短路过渡行为模型和熔池三维瞬态模型的有效性.     

弧压、电流对熔滴短路过渡频率的影响

对细丝CO2弧焊的熔滴过渡及其电弧行业进行了实验研究,分析了弧焊过程的稳定性和分散性,得到了主要焊接规范弧压,电流对熔滴短路过渡频率影响的统计规律和二维稳定域,由此规律得到的给定电流的弧压初选推荐值,可用于建立短路过渡过程自寻优控制的初始状态。