磁收缩效应型液态金属限流器起弧特性研究

基于磁收缩效应的液态金属限流器具有体积小、结构简单、自检测故障和自恢复的优点,在未来中低压系统中具有良好的应用前景。采用高速摄影技术对液态金属收缩动态过程进行观测,并对其弧前时间进行测量,通过所建立的仿真模型对该物理过程进行分析研究。采用以上方法对不同因素下的液态金属起弧特性进行了全面研究,包括初始自由液面高度、隔板通孔孔壁粗糙程度及预期电流上升率等关键因素。研究结果表明:液态金属磁收缩过程往往同时包括源于液面凹陷的收缩及通孔液柱直接收缩两个过程。通过研究获得了两个过程的规律及影响,为未来限流器结构设计与性能优化提供依据。     

基于自收缩效应液态金属限流器的研究

针对基于自收缩效应的液态金属限流器(LMCL)进行了限流特性的试验研究,得到了不同预期短路电流下的限流效果.试验结果表明,预期短路电流越大,限流效果越明显,在预期短路电流峰值为20 kA,电流上升率为10 A/μs的情况下,LMCL能够在1 ms内自动起弧,并通过快速上升的电弧电压迅速将短路电流限制在12 kA.     

基于液态金属自收缩效应的故障电流触发器

随着舰船电力系统容量增大,系统短路电流水平急剧上升,传统电磁脱扣保护装置难以满足现代舰船电力系统快速保护需求。提出了一种液态金属型故障电流触发器,利用液态金属GaInSn在短路电流条件下的自收缩效应产生弧压作为动作信号,具有反应速度快、可靠性高、可自恢复等优点。搭建了液态金属型故障电流触发器弧前特性试验平台,设计了额定1 kA的装置样机,进行了温升及弧前特性试验。试验结果表明:液态金属型故障电流触发器额定1 kA通流条件下电极温升仅为43 K,其稳态通流能力主要受电磁力作用约束;液态金属型故障电流触发器弧前时间与di/dt近似呈反比关系,当电流上升率为10.3 A/μs时,触发器弧前时间为1.09 ms。液态金属型故障电流触发器可作为混合型限流断路器的短路电流检测装置,对提高装置可靠性、实现快速限流具有重要意义。     

自收缩效应型液态金属限流器限流特性影响因素的研究

基于自收缩效应的液态金属限流器(liquid metal current limiter,LMCL)有自动检测限流、故障排除后可自恢复、填充介质对环境友好、结构简单以及体积小的独特优点,具有良好的应用前景。通过测量不同情况下限流过程回路电流以及LMCL的电弧电压,实验研究了LMCL限流特性的影响因素,为LMCL结构的优化设计提供参考依据。实验结果表明:LMCL的限流效果随着弧前时间的缩短以及电弧电压的上升而愈加明显,弧前时间和电弧电压受预期短路电流和LMCL结构参数的影响;同时实验过程中发现,大电流下电弧压力对LMCL限流性能会产生不利的影响,为解决此问题,提出了一种带有压力释放功能的限流器结构,可以有效地改善限流效果。     

液态金属滑环

美国电力中心试验研究所(CERL)的最新进展给液态金属滑环带来了希望。这将使它有希望取代传统的碳刷滑环。液态金属滑环是一种滑动接触装置,用液态金属怍为接触体。液体被封在一个截面呈“U”形的槽里,转子的滑盘在槽里转动(见图),液体围绕转子转动,在槽里形成一个连     

基于自收缩效应液态金属限流器中电弧行为特性的实验研究

研究基于自收缩效应液态金属限流器(LMCL)中的电弧行为特性。设计了具有LMCL基本结构特征的实验模型。利用高速摄影技术获得的起弧和燃弧过程的影像以及通过数字示波器记录的电弧电压和电流波形,揭示了液态金属中电弧起弧机理,分析了电流对弧前自收缩过程的影响,研究了在单孔条件下电弧形态随电弧电压的演变规律。同时在实验过程中发现了电弧对电极的侵蚀现象,并通过分析其成因提出一种能够有效避免侵蚀的电极结构改进方法。该研究对进一步提高LMCL限流性能具指导意义。     

基于GaInSn液态金属自收缩效应的故障电流限制器研究现状与发展

介绍了近40年国内外关于液态金属限流原理及装置的研究现状。同时从试验研究和数值计算的角度介绍了自收缩型液态金属限流器的弧前收缩机理、燃弧特性、电弧对材料的烧蚀机理,以及不同参数对其限流特性的影响规律。最后提出了一种带U型抽板的改进型液态金属限流原理及装置。通过试验验证了新方案能有效地提高电弧电压,改善限流特性。     

液态金属电池研究进展

液态金属电池是一类具备低成本长寿命潜力的大规模储能技术,在可再生能源并网、削峰填谷、调频辅助服务等领域具有广阔的应用前景,是面向未来的热点储能技术之一。基于现阶段规模储能对储能技术成本、寿命等方面的实际要求,结合液态金属电池的研究现状,重点介绍液态金属电池的基本性质,以成本和能量转换效率为基准优选关键材料体系,简述关键材料体系及器件研究水平,并根据液态金属电池研究中存在的问题,探讨并展望了液态金属电池的发展趋势。     

串联液态金属电池组均衡控制策略研究

液态金属电池是一类廉价高效、适合规模电能存储的新型储能电池技术。在分析液态金属电池特性的基础上,研究了一种基于开关矩阵的电感型均衡电路,提出以荷电状态(SOC)作为均衡变量,以SOC极大和极小的电池单体作为均衡对象,通过"变步长"方式对均衡电流进行控制的cell-to-cell均衡控制策略,并阐明了其具体的工作原理。利用Ma tla b/S imulink软件构建了串联液态金属电池组均衡控制系统模型,并针对串联液态金属电池组处于静置状态和恒流充电状态分别进行均衡控制仿真分析。该均衡控制策略适用于电池组的各种运行状态,可有效提高电池组中液态金属电池的一致性和容量利用率。     

大功率LED液态金属散热器

LED芯片结温的高低直接影响其出光效率、工作寿命和可靠性。一旦其功率增加到上百瓦或更高,散热效果即成为制约其性能的瓶颈。针对大功率高密度LED工作时产生的巨大而集中的热量,世界各国一直在加紧探索新的散热解决方案,但均未超越传统的空冷、水冷、相变冷却及固态冷却范畴。正因如此,国内外市场上少有成型的大功率LED产品问世。     

液态金属电池的研究进展

介绍了美国麻省理工学院(MIT)正在研发的液态金属电池,其三液态层体系的独特结构避免了限制传统电池寿命的微观电极退化机制,给予了液态金属电池超长的循环寿命。综述了此类电池的基本原理与优良特性、早期研究以及MIT最新研究现状,指出了影响液态金属电池性能的难题和各类电池成分存在的挑战。未来液态金属电池的研究领域充满机遇,目前锂基体系表现出很有吸引力的性能指标,代表了液态金属电池的研究发展方向。     

液态金属磁流体发电系统

该文介绍了液态金属磁流体发电的基本原理 ,说明了两种类型发电系统的结构与工作过程 ,并进行了相应热力学分析。结果表明 ,液态金属磁流体发电系统具有效率高 ,结构简单 ,可利用的热源范围广等优点 ,将其和太阳能、核能结合起来 ,有着很好的应用前景。图 5参 6     

液态金属局部流速测量技术对比研究

流场分布会影响能源系统关键设备内的流量、温度、氧浓度及应力分布,获取准确流场分布可提升结构设计能力及系统运行的可靠性。为选择先进核能系统金属冷却反应堆内合适的液态金属流场测量方式,分析适用于液态金属的局部流速测量技术,对比不同测量技术的研究进展及优劣。结果表明,当前尚未有适用于工程的成熟商业化金属流场测量仪器,介入式方法中,皮托管、电磁探针及电涡流探针的技术成熟度较高;非介入式方法中,超声多普勒技术成熟度最高,电磁感应成像应用前景较好。在此基础上,针对典型反应堆内运行环境推荐测量技术,其中电磁感应法因无需添加粒子、时间分辨率高而具有更广适用性。     

液态金属冷却电缆仿真及实验研究

提出将室温液态金属作为高载流电缆的导电及冷却介质,通过电流、温度及流动等三维多物理场耦合数值仿真方法研究了不同工况下液态金属冷却高载流电缆的温度变化规律,并与电缆传统水冷进行了详细对比,结果表明,液态金属具有高效的冷却效果。同时,搭建了液态金属冷却电缆实验平台,初步验证了液态金属冷却高载流电缆的可行性。     

液态锅炉高温过热器管爆破机理研究

针对液态排渣锅炉高温过热器管排异常爆破的机理以及失效原因,结合现场情况和材质试验进行了详细的试验研究分析,分析了过热器管排爆破的根本原因,并提出相应的防范措施。     

液态锅炉高温过热器管爆破机理研究

针对液态排渣锅炉高温过热器管排异常爆破的机理以及失效原因,结合现场情况和材质试验进行了详细的试验研究分析,分析了过热器管排爆破的根本原因,并提出相应的防范措施.     

液态金属磁流体发电机中固液金属界面接触电阻的研究

液态金属磁流体(Liquid Metal Magnetohydrodynamic,LMMHD)发电机是磁流体波浪能直接发电系统的一个关键部件。液态金属发电工质与固体电极间的电接触性能,直接影响LMMHD发电机的输出特性和发电效率。文中首先分析了LMMHD发电机的接触电阻及其影响因素,提出了一种固液金属界面接触电阻的测量方法,并实验研究了液态镓合金和固体紫铜电极间的静态接触电阻。     

大电流液态金属开关电器

弱电流(额定电流1安以下)液态金属开关电器在国外获得很大发展,并在文[1]中有相当充分的说明。近年来,苏联已开始生产几种弱电流液态金属开关。在文献中实际上没有研制大电流液态金属开关的资料,有关资料只能从个别专利和发明证书中获得。液态金属触头能保证无需大的接触压力而接触电阻小并无熔焊现象,可以预料,大电流液态金属开关设备是有发展前途的,因为用液态金属代替硬质金属触头能减小尺寸和功率消耗,提高使用寿命,     

液态金属电池的温度特性

作为一类高温电池,液态金属电池的工作温度在300℃～700℃之间,工作温度对于电池性能具有重要影响.该文探究了工作温度对液态金属电池开路电压、充放电性能和电池内阻的影响.首先,建立双极化等效电路模型;运用静置法得到不同工作温度下的开路电压,并通过吉布斯—亥姆霍兹方程和能斯特方程计算相关电化学—热力学参数;运用电池循环测...     

合金电极液态金属电池研究进展

可再生能源快速发展的今天,液态金属电池凭借其长寿命、低成本以及高倍率性能,被认为是潜能巨大的储能体系。不同体系的液态金属电池都得到了大量的研究,其中电极的合金化被证明是能解决单金属电极成本高、利用率低等缺点的方法。重点介绍了各种合金化体系液态金属电池研究成果,总结了合金化电极降低液态金属电池工作温度、增强电极的润湿性、降低活性成分在熔盐中的溶解度等作用。介绍了液态金属电池中存在的腐蚀行为,探索并展望了液态金属电池的未来发展趋势。