外加电场作用下水驱油藏的油水相对渗透率

用非稳定法油水相对渗透率测定实验研究了外加直流电场对水驱油藏的油水相对渗透率的影响。结果表明:外加直流电场下岩心水湿性增强,束缚水饱和度增大,残余油饱和度降低,油相相对渗透率增大,水相相对渗透率降低,影响这种渗透率变化的因素有油相和水相的渗流特性、油藏壁面的双电层结构以及油藏中原油的电粘效应等。10 V/cm正向电场作用时水驱采收率提高约10%;7 0 V外加电压下,45°C原油在剪切速率0 036 s-1时的视粘度由771 mPas降至310mPas,这对油层中原油流动十分有利。     

直流电场下油藏多孔介质中渗流特性的变化

实验研究了外加直流电场作用下水驱油藏多孔介质中的流体渗流速度、阻力系数、储层渗透率及原油采收率的变化特性。结果表明,多孔介质中流体的渗流速度、有效绝对渗透率系数、原油采收率等均随正向电场强度的增大而明显增大,阻力系数变小,电动力为流体渗流主要驱动力;在反向电场作用时特性呈相反趋势。     

高压电场强化管内强制对流换热的实验研究

以 #1真空机油为实验工质 ,对水平光滑管内层流流动换热进行直流高压电场强化 (EHD效应 )实验研究。实验结果表明 ,外加直流高压电场能对管内层流强制对流换热起着很好的强化作用 ,其换热系数强化率主要与外加电场强度及热通量等因素有关。在相同传热面积、泵功的条件下 ,当外加电压为 3.3k V时最大换热强化率可达 3倍左右     

直流电场下变压器油中电场分布特性

直流电场下油纸绝缘系统中,因油中和油/纸界面空间电荷的产生和积聚,会畸变原有电场分布。油中的电场分布特性在直流绝缘结构优化设计中非常重要,它呈现出的特性与交流下有较大的不同。采用一种基于Kerr电光效应的非接触式测量手段,实际测量了6 mm间隙平板电极结构下油中空间电场分布特性。实验结果表明:直流电场下,平板电极间油中电场为非均匀电场;空间电场测量值与施加于电极间的直流电场之比在0.87~1.05之间变化;相同的外加电压情况下,靠近正电极位置处的电场强度要高于靠近负电极位置的电场强度,并且从负电极至正电极呈单调递增趋势;按照施加于电极间的直流电场进行归一化的电场曲线大致可分为3个阶段;结合变压器油中载流子产生、迁移和扩散过程及变压器油的电导特性进行了初步的探讨。     

变压器油与绝缘纸板电导特性研究

从电导特性的角度研究了变压器油在高场强下的预击穿过程及机制,将变压器油在不同电场下的电导机制分为3个阶段:①在电场低于0.44 kV mm 1时,电导电流I与外施场强E成正的线性关系,符合欧姆定律;②电场强度在0.44 1.33 kV mm 1范围内时,ln(I/E2)1/E成正比,满足Fowler-Nordheim场致发射方程,属于隧道效应电流阶段;③当油中电场强度E>1.33 kV mm 1,I与电压的二次方U2成正比,属于空间电荷限制电流阶段,载流子视在迁移率c约为2.93 10 3cm2/(V s),当外施电场为2 kV mm 1时,载流子流速v为0.586 m s 1,电流体力学迁移率h约为1.5 10 3cm2(V s)1。同时,对影响变压器油电导特性的温度、流体压强、油中含水等因素进行研究,试验结果表明,随着温度的升高、流体压强的减小以及油中含水量的增加,变压器油的电导电流均将明显增加。此外,对工程上关注的不同浸油程度的绝缘纸板的电导和介电特性及其影响因素进行研究,结果表明,随着浸油水平、温度和工作频率的提高,绝缘纸板的电导电流均将相应增加。     

纳米SiOx/聚乙烯复合介质强场电导的预电应力效应研究

测量纳米SiOx/低密度聚乙烯(LDPE)复合介质在强场下的电导特性时,发现这种介质具有预电应力效应,即复合e)dtysgye介质经相同极性的较高直流电场(8×107V/m)预压作用2h后,直流电导比预压前的小,并随着纳米SiOx浓度的增加,这种预电应力效应越明显。通过透射电子显微镜(TEM)研究了纳米SiOx与LDPE之间的界面状态及纳米SiOx在LDPE中的分散形态;X射线衍射(XRD)结果表明纳米SiOx影响LDPE的结晶形态;另外运用傅立叶红外光谱(FTIR)研究了纳米SiOx与LDPE分子链间的相互作用。文章最后结合上述微观测试结果解释了纳米SiOx的添加所引起的LDPE强场下的预电应力效应。     

超声电解沉积法制备纳米镍粉的研究

以六水合硫酸镍为电解液,采用超声电解沉积法和三电极系统制备出纳米尺度的镍粉,利用XRD、SEM及EDS分析技术对其进行分析表征,探讨了电沉积过程中阴极电流密度对镍粉粒径大小的影响。实验结果表明,沉积电流密度与阴极过电位成正相关系,阴极过电位越大,所得金属粉体的粒径越小。当电流密度从0.02 A/cm2增加到0.1 A/cm2时,阴极过电位从3.12 V增加到9.83 V,粒径从843 nm减小到38 nm。分析认为,用电解沉积法制备超细金属粉时,采用较大的沉积电流密度可以降低晶核临界形核半径,从而获得较高的形核率;采用超声波可抑制晶核再长大,从而获得粒径较小的镍粉。     

指形电极结构设计及其对快脉冲真空闪络特性的影响

为了更好的研究快脉冲真空闪络,宜选用指形电极结构。通过ANSYS有限元仿真和实验研究指形电极结构对快脉冲下真空沿面闪络特性的影响。仿真计算了相同电极间距d不同电极曲率半径r时指形电极系统的最大电场强度Emax;相同r不同d时指形电极系统的Emax;不同d、r时指形电极系统的场增强因子f。仿真结果表明:d一定时,电极曲率半径r<8mm时,电极顶端的最大电场强度随着曲率半径的增大而迅速减小,r为8~20mm时,电极前端的最大电场强度变化幅度不大;r一定时,d为1~8mm时,随着d增大,最大场强下降到原来的23%,d>8mm时,电极前端的最大场强下降趋势有所减慢;电极间距d取值越小,电极曲率半径r越大,场增强因子则越小,对应的电场分布越均匀;对于实验研究用指形电极结构,宜采用r<8mm,d>8mm的设计参数。基于18/500ns、峰值输出电压为75kV的快脉冲源以及r=10mm的不锈钢指形电极,研究了纯环氧试样在不同d时的闪络特性。实验结果表明:d为5~15mm时,沿面闪络电压值随d的增加而呈线性增长;d为20~45mm时沿面闪络电压增长缓慢,这与真空间距击穿的关系不同。并结合65/600ns脉冲电压和直流电压下平板电极和指形电极的沿面闪络实验数据,研究了r=10mm,d=10mm时指形电极结构的f,实验得出脉冲电压下f=1.73,直流电压下f=1.47。     

直流电弧对导线电极侵蚀特性的仿真及实验研究

导线的绝缘劣化和接头处电极接触不良等因素时常导致电弧的发生。直流电流因其无过零点的缘故,发生电弧时会对设备造成极大的侵蚀损害,甚至造成失火。针对电流为几十安的光伏及直流配电网等直流电应用场景,基于磁流体动力学(MHD)理论并且考虑电弧与电极之间的能量耦合,建立了导线电极的电弧–电极多物理场耦合仿真模型。模型中电弧热源考虑了焓传递项,电弧与阴极能量传递过程中考虑了热电发射电子流与阴极表面温度的关系和电场隧道效应,研究分析了电弧系统的温度场特性,探究了在不同电流、导线截面积和导线电极间距情况下,直流电弧对导线电极的侵蚀程度。研究结果表明：电弧的温度在靠近电极的区域高于弧柱中心的温度,阴极附近的温度略高于阳极附近的温度;然而,阳极的温度始终高于阴极温度;并且,电弧电流越大或者电极间距越大,电极表面的侵蚀熔融区越大;线径越大,电极表面的侵蚀熔融区越小。仿真与实验均表明10mm²导线截面积的导线要求通过的电流在20 A以下才能有效防范电弧对导线电极的侵蚀;仿真结果表明并不是增大电极间距便可减轻侵蚀,间距为2 mm时导线电极未发生侵蚀;50 A的电流需要选择35 mm     

换流变压器直流偏磁对油箱涡流损耗的影响

换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗会大幅增加，导致变压器温度升高，威胁其安全稳定运行，因此快速评估直流偏磁下油箱涡流损耗的大小就显得十分必要。该文首先分析了换流变压器在额定和空载直流偏磁状态下油箱表面漏磁场的分布特点。再结合实际换流变压器非线性负载电流和励磁电流波形，得到了不同换流器触发角和直流电流下油箱涡流损耗的变化规律。并在IEC/IEEE 60076-57-129标准的基础上，给出了换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗的计算公式。针对一台800 kV单相四柱式换流变压器，利用场路耦合法进行油箱涡流损耗有限元计算。通过对损耗仿真数值以及油箱表面磁通密度和涡流损耗分布的分析，验证了理论分析的正确性，并获得了不同工况下，计算公式中的损耗占比值。利用不同属性的线性负载替代换流器触发角的变化，对两台单相四柱式380 V交流变压器进行了直流偏磁实验，进一步验证了理论分析的正确性。     

高压交流输电线路电场生态效应研究

为研究高压交流输电线路电场生态效应问题,对其工频电场特性、生态效应及改善措施进行分析,并建立模型,对电场中人体感应电流、人体内部电场强度及人体离子移动幅度进行了计算。结果表明：高压交流输电线路产生的工频电场强度为4 kV/m时,通过人体脚部的总感应电流为60μA,人体内部电场强度为0.176×10^-3V/m,人体头部离子移动幅度为8.01×10^-12m。     

高压交流输电线路电场生态效应研究

为研究高压交流输电线路电场生态效应问题,通过对工频磁电场特性、生态效应及改善措施的分析,建立模型,计算电场中人体感应电流、人体内部电场强度及人体离子移动幅度.结果表明:高压交流输电线路产生的工频电场强度为4 kV/m时,通过人体的总感应电流为60μA,人体内部电场强度为0.176×10-3V/m,人体头部离子移动幅度为...     

Effects of submicrosecond, high intensity pulsed electric fields on living cells - intracellular electromanipulation

Development of technology to produce nanosecond duration pulsed electric fields has allowed examination of the effects of ultrashort duration, high intensity electric fields on living cells. Theoretically, high intensity (MV/m) electric field applications with durations of less than one microsecond, when shortened toward nanoseconds, should increasingly affect intracellular rather than surface membranes of living cells. Experimentally, square-wave, 60 ns duration, high energy (36-53 kV/cm) pulses applied in trains of 1-10 pulses result in progressive increases in the numbers of permeabilized intracellular granules in a human eosinophil cell model-without large surface membrane effects. Electron micrographic examination of cells treated in this way demonstrates alteration of intracellular granule morphology consistent with permeabilization of granule membrane, i.e., intracellular electromanipulation. Continuous microscopic examination of individual living cells exposed to long or short duration pulsed electric field applications shows that permeabilization of surface membrane (median 5 minutes) with anodic preference (electroporation) and prompt cellular swelling follow a single, long duration (100 microsecond) pulse. In contrast, after a single short duration (60 ns) pulse, onset of surface membrane permeability is delayed (median 17 minutes), the increased permeability shows no anodic preference, and cellular swelling is absent suggesting that these effects are due to intracellular electromanipulation rather than direct effects on the surface membrane. Submicrosecond, intense pulsed electric fields applied to living cells achieve preferential effects on intracellular rather than surface membranes, potentially providing new approaches for selective/generalized cell or tissue ablation, growth stimulation and tissue remodeling.     

500 kV交流线路对并行±800 kV直流线路带电作业人员安全防护的影响

为确保交流500 kV和直流±800 kV并行输电线路的安全稳定运行,利用三维有限元模型和电磁暂态模型对混合线路中超特高压直流输电线路带电作业安全防护进行相关研究。通过体表电场、转移电流以及暂态能量3个方面对安全防护进行分析,计算结果表明：作业人员体表电场随交流线路相位的变化而变化,作业人员越靠近特高压直流输电线路,交流输电线路对体表电场影响越明显;相对特高压直流输电线路独立架设,混合线路中带电作业人员体表电场、转移电流幅值有明显升高,暂态能量值升高相对较小;建议混合线路中作业人员身穿合适的屏蔽服和屏蔽手套在距离导线0.4~0.5 m位置时进行电位转移工作。     

油纸绝缘结构的空间电场测量技术及应用评述

换流变压器是高压直流输电系统的核心设备,其绝缘设计的有效性与合理性十分关键。就换流变压器油纸绝缘空间电场而言,目前的研究多集中在其不同运行工况下的数值计算方法,但其有效性与准确性缺乏有效的空间电场强度实测数据的支持,因为油纸绝缘中空间电场的测量方法一直是测量研究中的难点问题。针对可以应用到油纸绝缘空间电场测量的模拟实验法、Pockels效应法和Kerr效应法等三种测量技术的现状及其应用的情况展开评述,认为Kerr效应法具有不引入其他介质、不改变原有电场的分布、响应时间快以及可以进行二维电场测量的优点,在油纸绝缘空间电场的测量中具有较大的潜力。基于Kerr效应的研究发现,在不同极性直流电压下油纸绝缘空间电场的暂态和稳态特征差异显著,极性效应明显。这或许是由于油纸绝缘中界面电荷在直流电场作用下的产生过程及影响因素存在特殊性所致,而利用目前应用广泛的RC模型则难于对此做出合理的解释。     

人工砂MB值对水泥砂浆性能的影响研究

在人工砂原岩开采及加工生产过程中混入的黏土矿物导致人工砂MB值超标,会对水泥砂浆某些重要性能造成负面影响。考虑不同黏土矿物物理化学特性差异大,研究人工砂MB值相同时不同黏土矿物对水泥砂浆性能影响的规律,对指导不同MB值人工砂的使用具有重要意义。通过使用膨胀性黏土蒙脱石或非膨胀性黏土伊利石,分别配制相同MB值、相同级配的人工砂,采用相同砂浆配合比,分别进行砂浆和易性、力学性能、抗冻性能、干燥收缩性能试验。结果表明,含相同MB值、不同黏土矿物类型的砂浆的性能存在明显差异。在人工砂具有相同MB值时,含蒙脱石砂浆与伊利石砂浆相比,和易性较差,但力学性能、抗冻和干燥收缩性能较好。     

采用纳米改性纸板的换流变压器出线装置电场分布

针对换流变压器出线装置在直流及极性反转电压作用下电场分布不均的问题,探究了非线性纳米Si C对绝缘纸板进行改性的方法,制备了纳米改性绝缘纸板试样,并测量了改性纸板的介电特性;结合换流变压器出线装置的实际结构建立了电场分布的仿真模型,分析了纸板改性对出线装置电场分布的均化作用。试验结果表明:纳米改性绝缘纸板的相对介电常数随纳米Si C掺杂浓度的增加而增加,但增加的幅度不大,随电场强度的增加呈略微上升的趋势;其电导率随着纳米掺杂浓度的增加而增加,当掺杂浓度达到一定值时,电导率随场强增加表现出明显的非线性特征。仿真结果表明:在直流和极性反转电压下,纸板改性可降低绝缘纸板中的场强,提高变压器油中的场强,使油纸绝缘结构中的电场分布更趋于均匀。     

复合绝缘子界面缺陷对电场分布特性影响的仿真研究

复合绝缘子的芯棒与护套粘接界面常常出现缺陷,畸变周围电场,影响绝缘子的电气和机械性能。为了研究不同缺陷形态下的绝缘子电场特性,文中以110 kV复合绝缘子为考察对象,应用有限元分析软件COMSOL搭建了绝缘子三维模型,对电场分布进行了仿真计算,研究了界面出现气隙、水汽等缺陷对局部电场及绝缘子整体轴向电场分布特性的影响。结果表明:气隙处电场强度相比正常情况下显著增大,场强最大值与气隙跨度、厚度正相关,与气隙长度负相关,并基于气隙等效弧柱体模型给出了理论分析,修正了等效圆柱模型的不足;水分渗入能降低气隙场强,但同时严重畸变绝缘子轴向电场;护套受潮增重会使场强线性增加,超过一定程度会引发电晕放电,导致沿面闪络等事故。     

考虑应力历史的饱和黏土一维固结渗透试验研究

为研究固结应力比和应力历史对饱和黏土一维固结渗透的影响,利用GDS三轴仪进行了一系列一维固结-渗透联合试验.研究结果表明,在不同固结应力比相同应力历史条件下,正常固结和超固结饱和黏土在一维固结渗透过程中试样的渗透系数和孔隙比均随固结应力比的增大而减小,试样的最终压缩量均随固结应力比的增大而增大.在相同固结应力比不同应力...