一种用于平板型FAIMS的电晕放电离化源

本文制备了一种适用于平板型FAIMS的电晕放电离化源,由电晕针、钼网、铜底座和聚四氟乙烯外筒等部件组成.其中电晕针使用直径为0.5 mm的钨丝通过电解加工方法制备,加工条件为:电解电压6 V;电解液为NaOH,1 mol/L;制备时间控制在160 s.观测了离化源在针-网距离为2 mm~8 mm时的伏安特性,针-网距离越远放电起始电压越高,放电电压(kV)与电流/电压(μA/kV)呈线性关系.测量了1 μA~40 μA放电电流下,FAIMS检测的甲基膦酸二甲酯DMMP(Dimethyl meth-ylphosphonate)样品的输出响应图谱,反应离子峰与DMMP离子峰都随放电电流增加而增大.     

基于针-针电极直流高压电晕放电暗电流测量大气相对湿度的研究

为了研究直流高压电晕放电暗电流与大气相对湿度的关系,为大气湿度的测量提供新的方法。采用针-针电极结构的直流高压放电模型,通过气体放电理论推导了暗电流与湿度的理论关系;建立暗电流测量的实验模型,测量不同输入高压和不同湿度下电极外回路放电暗电流。实验结果与理论计算的规律一致,为电晕放电暗电流测量大气湿度的研究提供了理论和实验依据。实验和计算结果表明:电晕放电暗电流随着输入电压的降低和相对湿度的降低而减小;高相对湿度环境中,电晕放电暗电流随着相对湿度的升高而剧烈增大。     

透地通信系统天线小型化设计与测试

针对现有透地通信系统天线尺寸较大、可移动性差、无法实现双向通信的问题,设计了中心频率为500kHz的中波小型方环天线,并对天线的阻抗特性、匹配性能及通信距离进行了理论分析及测试研究。测试结果表明,天线与信号源之间实现了良好的阻抗匹配,匹配网络效率近似为1;天线工作带宽约为8kHz,天线效率为6.1×10-5,与理论计算结果近似相等;天线具有良好的辐射特性,在输入功率为0.25W时有效传输距离为30m。     

不均匀电场下的暗电流法湿度测量

提出了一种新的湿度测量的方法,将常态大气条件下的普通空气作为研究对象,分析不同空气湿度对空气间隙电晕放电的性能影响.基于不均匀放电电场理论,推导了放电暗电流与湿度之间的函数关系.建立试验系统,采用10 kV的高压电源,利用针-针电极的极不均匀场结构,在空气中获得稳定的电晕放电,测量流过器件的暗电流.理论和试验均表明,暗电流对大气湿度有较强的灵敏度和较快的响应速度,并且相对湿度变化对暗电流影响较大,湿度越大空气越容易电离,暗电流就越大,且暗电流也会随着输入电压的升高而增加.在测量暗电流过程中随着时间的推移暗电流会逐渐降低,高湿度时,暗电流变化波动大,低湿度时,暗电流变化平缓.     

振荡冲击电压下SF6气体中绝缘子气隙局部放电特性研究

随着GIS设备现场冲击耐压试验的推广实施,冲击电压下的局部放电检测被作为一种新方法,应用于GIS的现场绝缘诊断。冲击电压能够有效限制电晕稳定性作用,相比交流低频电压对局部极不均匀场类缺陷的发现能力更强,因此该方法将具有较好的应用前景。本文建立了冲击电压下的局部放电宽频带电脉冲检测系统,采用标准振荡雷电冲击(OLI)和标准振荡操作冲击(OSL)作为激励源,对绝缘子气隙缺陷在SF₆气体中的局部放电特性及影响因素进行了研究,并在此基础上针对预置人工绝缘气隙缺陷的实际GIS试品进行了模拟试验。研究表明：在振荡冲击下,气隙局部放电脉冲主要包括首次放电、后继放电及反向放电三种放电形式,其中首次放电对其他几种放电形式具有决定作用。且气压、背景场强及气隙尺寸比等对绝缘子气隙局部放电行为具有明显影响。GIS的模拟局部放电检测表明,两种振荡冲击电压(OLI和OSI)均能够有效检测GIS内部的气隙类缺陷。     

瞬变电磁测井低压大功率发射电路设计

基于瞬变电磁法的过套管电阻率测井技术要求发射电路提供大功率发射信号,且发射信号能穿透套管。因此,必须在套管外侧建立电磁环境,然后测量地层二次场信号以获取电阻率信息。为满足大功率发射需求,分别选取大功率、低导通内阻的三极管和MOS管器件进行发射电路的设计,并接入放置在钢套管内的大功率发射线圈进行发射测试。发射电路中采用放电电阻对发射线圈存储的无用功进行功率消耗,放电电阻的存在使得在发射停止时刻发射线圈尖峰电压幅值非常大,因此试验中低压直流发射电源最大值为10 V。在信号发射过程中,随着发射电源电压幅值逐渐增加,发射过程线圈两端的电压值随之逐渐增加,使得发射功率也逐渐增加。通过试验,获得了发射线圈两端电压值和发射电源电压值的线性关系;验证了在低压发射电源条件下,通过提升三极管发射电路和MOS管发射电路的电源电压,实现大功率电磁信号的发射。     

接闪杆尖端形状对电晕放电的影响研究

论文以三种常见的接闪杆尖端形状（圆柱形、圆锥形和半椭球形）为例,利用高压实验室研究了其尖端的电晕电流特征,同时建立对应的三维变网格尖端起晕数值模型,讨论了不同形状接闪杆的尖端起晕特性。综合实验和数值模拟结果可得：在相同的雷暴变化电场下,接闪杆的曲率半径影响了尖端起晕的难易程度,圆锥形最易,圆柱形次之,半椭球形最难;不同尖端电晕电流的大小,同时受环境电场大小的影响和尖端表面能同时达到起晕的面积大小影响,圆柱形起晕面积最大,半椭球形次之,圆锥形最小,且与实验所得结论一致。因此,尖端形状除了影响电晕起始的难易程度,还将因尖端表面同时达到起晕面积大小的不同而影响后续的电晕电流大小,进而影响电晕向流光先导的转化过程。     

本质安全型无线压力传感器天线设计

提出了一种煤矿井下本质安全型无线压力传感器天线结构的设计方案,研究了金属外壳一侧开口时其参数及天线位置对天线增益的影响。仿真与实测结果表明,天线增益随金属外壳的开口长度和宽度的增大而增加,且增加幅度逐渐减小;天线增益随天线距开口的距离减少而增加;开口侧的金属外壳厚度每减少1mm,天线增益增加约2dB;金属外壳空间高度毫米级变化引起的天线增益变化基本可以忽略;当金属外壳的开口长度和宽度分别为天线波长的1/4与1/8,厚度为2mm,空间高度为41mm,天线位置距开口为1.4mm时,天线辐射增益达到最佳,天线的传播距离约为14m。     

射频法原油含水率测量中的幅度检波方法分析

原油含水率的测量是监测油井储层特性和评价强化开采的重要参数,也是油井生产的重要参数。射频法测量原油含水率是根据不同比例的含水原油呈现出不同的介电损耗,不同的介电损耗对射频信号幅度产生不同程度的衰减。为此本文提出接收天线与发射天线共同作用的双天线结构模型,推导了不同比例含水原油中接收天线上电压幅度值。测试结果显示：理论推导的电压幅度值与实际测得的电压幅度值一致性较好;且双天线结构相比传统的单根天线或单个检测电阻具有更明显的区分度。双天线上电压经幅度检测模块解调成直流电压,双天线结构含水率测量范围为0%～100%,测量误差在0.88%以内。     

煤介质阻挡放电脱硫的影响因素分析

依据介质阻挡放电理论,对原煤进行煤介质阻挡放电脱硫实验。实验结果表明,煤介质阻挡放电脱硫的影响因素与电极结构、介质成分和气隙距离等因素有关,如将介质放到放电间隙中间时脱硫的效果没有将介质直接放在放电极板上的脱硫效果好,加煤的情况下微放电的强度明显大于不加煤的微放电过程强度;脱硫效果呈"U"字型变化,由此推论,在一定的外界条件下,煤介质阻挡放电除硫有一个最佳的施加电压;随着电压的增加,放电脉冲的相位范围逐渐扩展。     

A model for simulating corona in the electromagnetic transients on transmission lines

This paper presents a new model for analyzing the electromagnetic transients along transmission lines, which can be totally or partially under corona. Time-domain modeling techniques have been used for representing the line itself by dividing its entire length into an adequate number of identical sections. The equivalent circuit of each section will include only the longitudinal line circuit parameters: resistance and inductance. This will then be augmented by a suggested corona model, which includes the line capacitance as one of its components. The corona discharge is simulated by means of the voltage-charge (v-q) curve of the transmission line, which can be easily measured or found analytically. Without corona, the slope of this curve will give the line (uncoronized, geometrical or intrinsic) capacitance. If the voltage at any point along the line exceeds the corona onset voltage, then the slope of the v-q curve will increase due to the corona discharge. This part of the curve exhibits a hysteresis-type characteristic. Using the step-function including both the instantaneous value and the first time derivative of the local voltage in its argument, it will then be possible to simulate the v-q curve in its idealized form. Several Mathematica computer runs are presented to demonstrate the validity of the suggested corona modeling technique as well as its limitations. The results will also prevail the temporal as well as the spatial current, voltage and charge distributions.     

基于自组织神经网络的紫外电晕检测状态评定

针对传统紫外成像法的局限性,提出了一种有效进行紫外电晕检测的状态评定方法.通过设计构建的单通道紫外成像系统采集的图像信息,结合环境因素,提取了在一定时间间隔两种不同电晕放电状态的电子崩性放电面积、流注性放电面积、流注性放电重复次数以及湿度的4个特征参数,并在此基础上,建立了自组织特征映射神经网络的高压设备电晕状态评估模型.测试结果达到预期效果,具有良好的准确性和稳定性,为高压设备的运行状况诊断带来实际意义.     

基于AFM探针的电晕放电研究

针对扫描探针显微镜与质谱联用系统中的采样方式,提出了利用原子力显微镜(AFM)探针进行电晕放电解吸附的采样方案.运用ANSYS软件对AFM导电探针进行了有限元仿真,电场分析表明间距100 μm加1 kV高压时的AFM探针周围场强在0.32 ～62.4 V/μm间,验证了利用其产生电晕放电的可行性;通过实验观察了电晕放电...     

双通道电晕放电紫外检测及其图像融合方法

电晕放电对电力系统的危害日益引起人们的重视.检测电力设备电晕放电可有助于及时发现电力设备故障的类型和严重程度.利用双通道紫外检测系统对紫外日盲波段(240 ～ 280 nm)的电力设备的电晕放电进行检测,并研究了系统的图像融合.针对可见光和紫外光双光谱的图像融合问题,提出了适合于双通道紫外检测系统融合的IHS空间变换图像融合算法.通过实例验证了算法的正确性,并且与几种经典的融合算法比较,突出了所用算法的优点.得到的融合图像的放电点和背景图像均清晰、可识别.该方法对提高系统实时检测的可靠性有重要的理论意义和实用前景.     

单通道双谱紫外电晕放电检测方法

为了防止电晕产生的危害,电力部门需要实时地检测并定位电晕放电故障点。而用于电晕检测的传统双通道紫外检测设备结构复杂,图像处理难度大,研发成本高。基于日盲紫外检测技术,设计了一种新结构的单通道双谱紫外检测系统,其结构简洁,图像处理简便,研发成本较低。系统以PC为主要硬件架构,实现单片机驱动步进电机控制前端滤光片切换,从而能对故障点进行准确的定位,并通过仿真实验验证了系统定位故障点的准确性。     

基于串联谐振技术的振荡波电缆局部放电检测方法

针对现有直流充电型振荡波局部放电检测系统试验电压较低以及被试电缆承受直流电压的缺点,研制一种基于变频谐振的振荡波电缆局部放电检测系统,试验电压达1000kV甚至更高,并且满足局部放电试验要求.     

柔性探头涡流检测复杂曲面结构缺陷的研究

建立了柔性探头涡流检测有、无缺陷复杂曲面导体的电磁场模型,仿真并分析了有、无缺陷情况下柔性探头的电压和阻抗变化,结果表明电抗信号对缺陷变化灵敏.设计了适用于复杂曲面结构缺陷检测的柔性探头和检测系统,该系统采用阻抗平面分析方法提取电抗信号进行缺陷分析.