基于Boltzmann方程的C_3F_8及C_3F_8-N_2混合气体绝缘性能

为研究一种替代SF_6的气体绝缘介质,通过采用基于稳态汤逊(SST)法的两项近似Boltzmann方程对300 K下C_3F_8及其混合气体的绝缘特性进行了研究。由于C3F8的电子碰撞截面不完全,提出了一组新的C_3F_8气体电子碰撞截面,运用此组碰撞截面对纯C3F8的约化电离系数α/N、约化吸附系数η/N、约化有效电离系数(α-η)/N和电子漂移速度ve进行了仿真计算,并与其他文献的实验结果进行了对比。进而计算出了不同比例下C3F8-N_2混合气体的(α-η)/N、ve,并得到了不同比例下C_3F_8-N_2混合气体的约化临界击穿场强(E/N)lim。结果表明,C3F8的(E/N)lim为SF6的0.93倍,其绝缘性能与SF_6相当,因此具有很大的潜力作为SF_6的替代气体应用于中低压气体绝缘开关柜(C-GIS)中。     

300K下不同比例CF3I-N2和CF3I-CO2混合气体绝缘特性的计算分析

为研究不同比例CF3I-N2和CF3I-CO2混合气体的绝缘特性,进而分析其代替SF6作为绝缘介质应用于高压电力设备的可行性,首先,通过计算所得的纯CF3I气体折合电离反应系数α/N、折合吸附反应系数η/N和折合有效电离反应系数(α-η)/N(其中,α为电离反应系数,η为吸附反应系数,N为粒子数密度)与其他文献实验结果的对比,验证了该计算方法与参数的有效性;其次计算出了CF3I-N2和CF3I-CO2不同比例下混合气体的α/N、η/N和(α-η)/N;最后取(α-η)/N=0得到了不同比例两种混合气体的折合临界击穿电场强度(E/N)cr。结果表明,纯CF3I气体的(E/N)cr为439×10-17 V.cm2,远高于纯SF6气体的366×10-17 V.cm2;当CF3I的摩尔分数x(CF3I)>65%时,CF3I-N2的(E/N)cr高于SF6-N2;当x(CF3I)>70%时,CF3I-N2混合气体的(E/N)cr已经超过纯SF6气体的(E/N)cr;当x(CF3I)>40%时,CF3I-CO2也高于SF6-CO2。     

SF_6/N_2和SF_6/CF_4混合气体放电参数计算分析

为研究SF_6混合气体的放电参数特性,文中通过两项近似求解Boltzmann方程得到温度为300 K,不同混合比下SF_6/N_2、SF_6/CF_4的电子能量分布函数(EEDF)、折合电离系数α/N、折合吸附系数η/N和折合有效电离系数(α-η)/N,与其他文献结果对比,验证了该计算方法与放电参数的有效性。结果表明:SF_6/N_2、SF_6/CF_4两种混合气体都随折合场强E/N增大时,在较低电子能量区域的EEDF减小而在较高电子能量区域的EEDF增大,且SF_6/N_2混合气体在电子能量为3 e V附近存在EEDF的骤降现象,该现象与N_2的碰撞参数截面有关,而SF_6/CF_4混合气体不存在此现象;此外,SF_6/N_2、SF_6/CF_4两种混合气体随着折合场强E/N增大,折合电离系数α/N显著增大、折合吸附系数η/N减小,最终折合有效电离反应系数(α-η)/N也均随之增加。     

蒙特卡罗方法分析SF_6/N_2混合气体的绝缘特性

在E/N的范围为150⁵00 Td(1 Td=10-17V·cm2)内,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法及空碰撞技术模拟SF6/N2混合气体的脉冲汤逊放电。在SF6的百分含量k为0500 Td(1 Td=10-17V·cm2)内,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法及空碰撞技术模拟SF6/N2混合气体的脉冲汤逊放电。在SF6的百分含量k为0¹00%范围内,求出了SF6/N2混合气体的有效电离系数(α-η)/N,漂移速度Ve,并由此导出临界击穿场强(E/N)lim在不同k时的值,计算结果与其他研究者报道的实验数据显示极好的一致性。为SF6/N2替代SF6作为绝缘用气体时高压电器设备的设计提供了参考依据。     

改进的击穿模型研究c-C4F8/N2混合气体绝缘性能

从绝缘强度和温室效应指数两方面研究了八氟环丁烷(c-C4F8)混合气体的绝缘性能.建立了改进的c-C4F8及混合气体的电击穿模型,理论计算c-C4F8混合气体在不同气压、不同混合比及不同电极距离下的击穿电压,并与SF6/N2混合气体在相同条件下进行了对比.研究结果表明:理论计算与实验结果相吻合.气体混合比在30%之内时,c-C4F8/N2混合气体绝缘强度非常接近相同混合比的SF6/N2混合气体.综合考虑温室效应指数和绝缘性能,c-C4F8混合气体中,c-C4F8气体含量以10%～20%为宜.     

C_4F_8/N_2混合气体局部放电特性实验研究

由于SF6气体的温室效应,减少或杜绝SF6气体的使用已成为共识。从局部放电(partial discharge,PD)性能的角度探讨了用C4F8/N2混合气体代替SF6气体用于气体绝缘设备的可行性。通过试验测量C4F8/N2混合气体在不同气压、不同混合比、不同电极距离情形下的局部放电起始电压,得到了这3种因素对混合气体局部放电性能的影响,并与纯SF6气体的局部放电起始电压做了对比。结果表明:纯C4F8气体的局部放电起始电压是纯SF6气体的1.3倍左右;C4F8气体与N2气体具有协同效应,协同系数在0.45左右;C4F8/N2混合气体的局部放电能力与同混合比的SF6/N2混合气体的相似。因此,综合考虑液化温度、环境影响、局部放电性能后,C4F8气体含量在10%～20%的C4F8/N2混合气体有可能替代SF6气体用于气体绝缘设备。     

SF_6-He和SF_6-Ne的耐电强度及其比较

在E/p 值为7.52～94.0kV(/mm·MPa)的较大范围内,采用稳态汤逊法(SST)测量了SF_6-He和SF_6-Ne的电离系数α和吸附系数η,求出了在各混合比下的SF_6-He、SF_6-Ne的临界耐电强度值(E/p)_(lim),并分析了两种混合气体的绝缘特性.     

Applying Improved Electrical Breakdown Model to Study Insulating Property of c-C_4F_8/N_2 Gas Mixture

Perfluorocyclobutane(c-C4F8) has been recently considered as a potential alternative to SF6,because of its high electro-negativity and extremely low environmental effect.However,due to its high boiling point,c-C4F8 should mixed with buffer gases such as N2 or CO2 in order to avoid the liquefaction at low temperature.This paper investigates insulating properties of c-C4F8/N2 gas mixtures from two aspects including electrical strength,and Global Warming Potential(GWP).Moreover,improved electrical breakdown model of gas mixtures is founded.Breakdown temperature and breakdown electrical field in gas mixtures can be obtained from rigorous Townsend criterion expression according to gas mixtures ratio and cross section data of gas mixtures in this model.Under the condition of different gas pressure(0.1~0.4 MPa),gas mixtures ratio(0～30%),and electrode gap(2~10 mm),breakdown voltages of gas mixtures are calculated by using of this model.Insulation strength of SF6/N2 mixed gas is compared with c-C4F8/N2 mixed gas in the same conditions.Research results show that theoretical computation corresponds with experiment.If the content of c-C4F8 or SF6 in mixtures is less than 30%,insulation strength between c-C4F8/N2 and SF6/N2 is very close.Considering two indexes(breakdown voltage,GWP),it is suitable for c-C4F8 content being 15%～20% in c-C4F8/N2 gas mixtures     

C4F7N/CO2/O2混合气体局部过热分解特性实验研究

C4F7N混合气体是目前最具潜力的可替代SF6气体的环保型气体绝缘介质.文中试验研究了氧气和温度对C4F7N/CO2/O2混合气体的局部过热分解特性的影响特性.研究发现,C4F7N/CO2/O2混合气体热分解的主要产物有CF4、C3F8、C3F6、CO、COF2、CF3CN、C2F5CN、C2N2.O2添加量为2％时,...     

CO_2混合气体的绝缘性能计算与分析

CO_2气体的灭弧性能较好,但绝缘性能较差,近期作为SF_6替代气体的缓冲气体受到关注。文中基于Boltzmann解析法,计算分析了CO_2与SF_6、O_2、CF3I、c-C_4F_8、N_2、Air、CF_4、C2H6、CH4、CHF310种气体的混合气体的绝缘性能。首先,以CO_2/SF_6混合气体为例,计算了不同混合比例下气体中的电子能量分布函数、折合有效电离和吸附反应系数、折合有效电离反应系数以及临界折合电场强度等数据。然后,给出了10种混合气体在不同混合比例下的临界折合电场强度值,进而讨论了不同混合气体的绝缘性能。结果表明:10种CO_2混合气体中,CO_2/CF3I和CO_2/c-C_4F_8的临界折合电场强度(E/N)cr明显高于其他几种混合气体,且CO_2/c-C_4F_8的(E/N)cr整体上低于CO_2/CF3I;当CO_2比例分别低于80%和50%时,CO_2/CF3I和CO_2/c-C_4F_8的(E/N)cr明显高于CO_2/SF_6;当CO_2比例分别低于25%和15%时,CO_2/CF3I和CO_2/c-C_4F_8的(E/N)cr甚至高于纯SF_6。     

LiFePO4前驱体FePO4的制备及性能

以FeSO4、H3PO4和H2O2为原料,通过控制反应温度、pH值、FeSO4与H3PO4的物质的量比等反应条件,合成了前驱体FePO4.在氩气气氛中煅烧FePO4、Li2CO3和葡萄糖的混合物,制备了LiFePO4.充放电测试表明:LiFePO4样品具有3.4 V的放电电压平台,在0.1 C倍率下的首次充放电比容量分别为154.1 mAh/g和146.5 mAh/g.     

正极材料Li_(1-4x)Ti_xFePO_4的合成和电化学性能

采用碳热还原法制备了锂离子电池正极材料Li1-4xTixFePO4(x=0、0.005、0.010、0.015、0.020和0.025).采用XRD、SEM、交流阻抗、恒流充放电及循环伏安等方法,研究了材料的结构和电化学性能.Li0.94Ti0.015FePO4的性能较好,0.2 C首次放电比容量为124.02 mAk/g,循环30次后的容量保持率为96.44%.     

FePO_4为原料碳热还原法合成LiFePO_4/C工艺的优化

以市售FoPO4·2 H2O为原料,利用正交实验方法优化碳热还原法制备LiFePO4/C复合正极材料的合成工艺,考察合成温度、原料摩尔比及保温时间等因素对材料形貌及电化学性能的影响,得到最佳工艺组合:合成温度650℃,保温时间16 h,原料摩尔比2∶1∶2.5.按最佳工艺合成的样品0.2 C与1 C时的最大放电比容量可达151.4、141.2mAh/g,振实密度可达1.4 g/cm3,且表现出良好的循环稳定性.     

使用LiFePO_4-LiMn_2O_4混合正极的锂离子电池的性能

将LiFePO4和Li Mn2O4按78∶9的质量比混合,并用作锂离子电池正极材料。使用该混合正极的14500型电池适宜的充放电电压范围为4.20～2.50 V,在常温下以1.0C循环250次,容量保持率为87.47%;在60℃下以1.0C循环12次,容量保持率为84.62%。电池以100%SOC在60℃下贮存7 d后,容量保持率为82.50%,容量恢复率为89.01%。     

LiFePO4/Li4Ti5O12锂离子电池的制备及研究

使用磷酸铁锂(LiFePO4)和钛酸锂(Li4Ti5O12)做正、负极活性材料,制备锂离子电池,并测试其性能。用三电极法考察不同配比时正负电极充放电电位的变化,并据此确定了电池中正负极的容量配比。性能测试结果表明,所制备的锂离子电池具有优异的循环稳定性,容量发挥好。正负极容量配比1.4时,18650圆柱电池负极钛酸锂的容量发挥为160mAh/g。     

碳热还原法制备Li1-4xZrxFePO4/C

以FePO4.2H2O、Li2CO3和ZrO2为原料,用碳热还原法制备了Li1-4xZrxFePO4/C(x=0、0.01、0.02和0.03)正极材料。XRD和SEM分析表明:样品为单一的橄榄石结构,Zr4+占据Li位,诱导了阳离子缺陷固溶体的形成;一次颗粒粒径为200~500 nm,并团聚成疏松多孔的二次颗粒。Li0.96Zr0.01FePO4/C的1.0C、2.0C和4.0C首次放电比容量分别为150.4 mAh/g、135.3 mAh/g和109.5 mAh/g,第100次循环时的容量保持率分别为95.2%、97.3%和96.7%。     

数字水印技术

文中介绍MPEG-4的基本特点及其对数字水印技术提出的新要求,并概述几种面向MPEG4的数字水印算法、实际应用情况以及发展前景.     

新型磷酸铁-磷酸铁锂均相混合结晶物的制备

研究了不同酸性介质中磷酸铁溶液的电化学反应规律,通过控制体系温度、磷酸铁浓度等条件,制备出适宜的反应体系,基于磷酸铁及磷酸铁锂在液相中的共结晶,研制出新型磷酸铁-磷酸铁锂均相混和结晶物.实验结果表明,磷酸介质中体系的电化学副反应少,且该介质中磷酸铁浓度为0.4 mol/L,电解温度为50℃时,体系亚铁转化率可达27.25％,电流效率为91.13％.X射线衍射光谱法(XRD)实验结果表明,混合结晶产物中含有磷酸铁和磷酸铁锂的晶形结构,且结晶度良好.     

LiFePO4锂离子电池的性能测试

以改性LiFePO4、包覆碳为电极活性材料,制备了额定容量为1 000mAh的18650型锂离子电池.电池的工作平台电压为3.0～3.3 V;0.5 C循环1 000次后和10 C循环100次后的容量分别为额定容量的90%以上和60%.     

FePO4颗粒尺寸对LiFePO4/C复合材料性能的影响

以FePO4为铁源、Li2CO3为锂源、聚丙烯为还原剂和碳源,采用一步固相法合成了LiFePO4/C复合材料.研究了铁源FePO4 的颗粒尺寸对复合材料电化学性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成产物的晶体结构、表面形貌进行了表征和研究,通过充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)对材料的电化学性能进行测试和分析.结果表明:FePO4颗粒的大小影响着合成产物颗粒的大小,从而影响了LiFePO4/C的充放电性能.