PTC聚合物与自控温伴热电线(缆)

PTC聚合物主要由结晶型聚合物(聚乙烯、聚丙烯等)与导电炭黑或其他导电粒子复合制成,它是具有电阻正温度系数变化的半导电功能高分子材料。     

高压电缆半导电屏蔽材料研究进展与展望

半导电屏蔽层是高压交直流电缆的重要组成部分,起到消除电缆绝缘与导体/金属屏蔽界面缺陷、均匀电场的作用.本文阐述了半导电屏蔽复合材料的导电机理及正、负温度电阻系数(PTC/NTC)效应;分析半导电屏蔽层表面光滑度的影响因素,提出基于白光干涉三维表面轮廓扫描的表面光滑度精确评估方法;综述了聚合物基体和导电填料对半导电屏蔽复...     

柔性直流输电工程限流电阻过热问题分析

限流电阻是柔性直流输电中的重要设备,由于每次运行时间极短,自身故障罕见,因此缺乏对其运行风险的重视和研究.结合一起限流电阻过热案例,对柔性直流输电工程中充电限流电阻布置于交流电源侧的情况进行了深入的理论和仿真分析.讨论了联接变剩磁与电阻发热量之间的关系,并指出布置于交流侧的限流电阻在合闸过程中存在明显的过热隐患.同时,结合仿真结果,提出了防止限流电阻过热的具体措施.     

基于PTC材料的短路限流保护方案及PTC限流特性研究

分析了现有电力系统短路限流保护技术在低压独立电力系统中应用存在的问题,提出了一种基于PTC材料的可恢复型断路器的拓扑结构并说明其工作原理;完成了PTC热敏电阻应用于蓄电池组电源短路限流的试验测试,给出了不同电流下PTC材料电阻变化过程的试验结果,并对于将PTC材料应用于短路限流保护的电阻变化特性进行了分析,试验表明,应用该拓扑结构限流效果显著,具有良好的应用前景.     

电阻型高温超导限流器暂态电阻特性分析

高温超导故障限流器(SFCL)因集自触发、限流、损耗较小等优点已成为解决目前电网短路故障问题的有效设备,为电力系统中电能的传输质量和稳定性提供了有效保障。该文通过对YBCO超导材料电、热性能的分析,建立电阻型超导限流单元瞬态电阻与其通过的电流和所在环境温度变化规律的数学模型。应用电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行线路建模和短路故障运行状态模拟,并联合采用Matlab构建等效数学模型。通过数值暂态联合仿真分析,获得单相短路故障情况下与三相短路故障情况下超导故障限流器的限流比率及超导限流单元的电阻和温度变化特征。并对超导带材进行冲击电流试验,验证其电阻变化规律。计算和分析结果表明,在不同强度的短路电流冲击下,高温超导故障限流器产生的瞬态电阻受短路电流幅值和变化率影响较大。阻值变化的速率随短路电流变化速率的增大而增大,因此对于不同程度短路电流需采取不同的限流保护策略。该研究对超导限流器距离保护的研究提供了时间维度的参考,对掌握各种复杂拓扑类型高温超导限流器限流特性具有参考意义。     

基于正温度系数热敏电阻的新型限流保护方法研究

分析了现有短路电流限制技术的发展现状，提出一种基于正温度系数(positive temperature coefficient，PTC)热敏电阻的可恢复型混合式短路限流装置的拓扑结构。通过将PTC热敏电阻与超快速分断开关并联，有效提高了限流装置的额定通流能力，并充分利用PTC材料的电阻快速变化特性，提高装置限流能力，降低限流装置对于PTC材料额定通流要求。给出该型限流装置的检测判断原理及控制策略，分析其限流过程。完成基于PTC热敏电阻的混合式短路限流装置应用于蓄电池组电源短路限流的试验测试，通过不同设定电流值时的限流试验结果，证明所设计的装置能快速有效限制短路电流，具有良好的应用前景。     

二硼化钛颗粒材料的电阻变化特性及其在故障限流中的应用

二硼化钛(TiB₂)颗粒材料具有故障限流的潜力。为实现这个目标,对颗粒材料的限流特性进行了研究。首先对压力–电阻关系进行了分析,二者满足幂函数关系。然后制作基于颗粒材料的样机,通过试验研究了材料尺寸和机构速度对限流效果的影响,发现材料尺寸越大、速度越快,限流效果越好。为进一步验证材料的限流能力,对材料的耐压特性进行测量,发现颗粒材料电压存在一个饱和值,该值取决于颗粒尺寸与材料性质。最后在PSCAD中建立颗粒材料电阻模型,对材料在电力系统中的限流效果进行仿真。仿真结果表明：颗粒材料与电抗器并联限流的方案可行性更高,可将故障电流峰值从34 kA限制到25.9 kA。该研究为颗粒材料在故障限流中的应用提供了参考。     

高碳黑含量聚丙烯电力电缆屏蔽材料

热塑性绝缘电缆代表着电力电缆的发展方向之一。近年来,热塑性电缆绝缘材料获得了重视。然而,与热塑性电缆绝缘材料配合使用的热塑性半导电屏蔽材料的研究仍然很少。考虑到现有热塑性电缆以聚丙烯基绝缘为主,研究了聚丙烯基热塑性半导电屏蔽材料的结构和性能。以聚丙烯和乙烯–辛烯共聚物弹性体的共混物为基体,以导电碳黑为填料,制备了碳黑质量分数为28.6%、31.0%、33.3%的复合材料。采用扫描电镜和透射电镜观察了碳黑在复合材料中的分散与分布;用平行板流变仪研究了不同碳黑含量下复合材料的熔融流变行为;获得了复合材料的电导率与温度的变化关系;探究了碳黑含量与分布对复合材料的动态力学、流变及导电等性能的影响。结果表明:较高碳黑含量下,复合体系的导电性能与碳黑颗粒在聚合物中的分布状态密切相关,与碳黑填充分数关系不密切;另外,可利用流变性能和动态力学参数来判断复合体系的碳黑网络结构。综合来看,含碳黑质量分数为31.0%时,半导电屏蔽材料具有较好的导电性和加工性能。     

复合导电高分子材料微观网络结构及导电行为仿真分析

导电填料的形貌、尺寸、材料特性及导电填料之间、导电填料与基体之间的相互作用等因素,均能对复合导电高分子材料的导电行为产生重要的影响。为此,通过建立球状导电填料填充的复合导电高分子材料微观结构模型,利用Matlab计算软件,仿真分析了复合导电高分子材料的导电行为即渗流现象,研究了导电填料的粒径大小和体积分数对复合导电高分子材料导电特性的影响。研究结果表明,该仿真模型能够从整体上反映复合导电高分子材料的导电特性,并能推广到其他形貌的导电填料的情况以及三维领域。     

基于PTC材料的短路限流保护方案及PTC限流特性研究

分析了现有电力系统短路限流保护技术在低压独立电力系统中应用存在的问题，提出了一种基于PTC材料的可恢复型断路器的拓扑结构并说明其工作原理；完成了PTC热敏电阻应用于蓄电池组电源短路限流的试验测试，给出了不同电流下PTC材料电阻变化过程的试验结果,并对于将PTC材料应用于短路限流保护的电阻变化特性进行了分析，试验表明，应用该拓扑结构限流效果显著，具有良好的应用前景。