TiO_2纳米粒子对高水分变压器油中电荷输运的影响

水分是导致运行中变压器油绝缘性能下降的重要因素之一。为了提高高水分含量下变压器油的绝缘性能,本文利用半导体TiO2纳米粒子对变压器油进行改性研究。测量了不同水分含量下改性前后变压器油的工频击穿和局部放电特性。发现当变压器油中含水量较高时,半导体TiO2纳米粒子不仅可以使变压器油的工频击穿电压提高至改性前的2倍以上,而且可以有效抑制油中局部放电现象。利用电声脉冲(PEA)对变压器油中电荷累积和消散特性进行了测量研究,结果发现:TiO2纳米粒子能够提高高水分变压器油中电荷的消散速率,一定程度上抑制了水分对变压器油中电场的畸变,从而提高了变压器油的绝缘性能。     

纳米TiO2改性变压器油中电子迁移特性及机制

电子迁移率是影响变压器油中流注发展及空间电荷分布的关键因素之一,但是其高电场下的测量一直是个难题,现有纳米改性研究中也鲜见纳米粒子影响电子迁移率方面的报道。为此基于Kerr效应电场测量系统搭建了冲击高电场下变压器油中电子迁移率测量平台,测量了不同形状TiO2纳米粒子改性变压器油中的电子迁移率,分析其与纳米粒子表面缺陷态和变压器油的陷阱数密度之间的关系,揭示了纳米粒子对电子迁移率的影响机理。结果表明,文中所提出的方法可有效测量变压器油中电子在冲击高电场下的迁移速率,纳米改性变压器油中所添加的纳米粒子表面缺陷态越多,其浅陷阱数密度越大、电子迁移率越高。分析表明,纳米粒子表面缺陷导致跳跃势垒降低、隧穿概率增大从而引起电子迁移率增大。该方法可用于液体介质电子迁移率的测量,结果可为流注仿真提供关键数据支撑。     

TiO2纳米粒子表面修饰对变压器油冲击击穿性能的影响

采用液相法制备了乙酸、己酸和油酸修饰的TiO2纳米粒子及其改性变压器油,利用透射电子显微镜（TEM）和傅里叶红外光谱仪（FTIR）测试表征了纳米粒子的形貌和表面修饰状态,通过测试变压器油改性前后的正冲击击穿电压和流注发展形态,研究了纳米粒子表面修饰对变压器油击穿性能的影响规律。结果表明：表面修饰纳米粒子极大地提高了变压器油的正冲击击穿电压,并显著延长了击穿时间。其中,乙酸修饰纳米粒子的改性效果最佳,将冲击击穿电压从纯油的84.73 kV提高到116.42 kV,提高了37.4%,击穿时间延长至纯油的1.68倍。纳米粒子表面修饰增大了油中浅陷阱的密度,改变了油中流注的发展形态,显著抑制了流注的发展速度,从而提高了变压器油的冲击击穿性能。     

TiO2纳米粒子几何形貌对冲击电压下变压器油中流注发展速度的影响

冲击电压下流注的发展速度是衡量纳米改性变压器油绝缘性能的一个重要指标,也是分析纳米变压器油改性机理的关键参数,但是现有研究中大多聚焦于冲击电压下的击穿电压和击穿时间。为此,搭建了基于纹影法的流注高清拍摄平台,拍摄了不同形状、不同尺寸TiO₂纳米粒子改性变压器油在正极性雷电冲击电压下的流注发展过程,分析流注发展速度的变化规律,揭示其与陷阱之间的关系。结果表明,纳米粒子的几何形貌改变可以明显影响纳米变压器油中流注的发展。棒状纳米粒子使得变压器油中流注发展速度更慢,对流注的抑制作用更明显。同时,随着纳米粒子尺寸的减小,纳米变压器油中流注发展速度变慢,从而抑制了流注的发展。分析表明,TiO₂纳米粒子几何形貌对陷阱特性的影响是引起流注发展速度变化的根本原因。     

水分含量对Al2O3/XLPE纳米复合材料电荷输运特性的影响

为了研究水分含量对聚乙烯纳米复合材料电荷输运特性的影响,选取氧化铝/交联聚乙烯(Al₂O₃/XLPE)复合材料作为研究对象,测量在吸水前后试样电导率和空间电荷特性的变化,并通过测量具有阻挡层的多层结构的空间电荷,估算吸水前后试样的载流子迁移率数值的变化。结果表明：Al₂O₃/XLPE的电导率在吸水后下降,试样内部主要积聚同极性电荷。通过分析吸水前后试样的载流子迁移率的变化,认为在Al₂O₃/XLPE中,水分子与试样中的纳米Al₂O₃粒子紧密结合,复合介质界面增大,深陷阱密度增大,使得载流子迁移率下降,最终导致Al₂O₃/XLPE的电导率随水分的增加而下降,同时抑制注入电荷向对侧迁移,从而在试样中形成同极性电荷。     

纳米TiO2对RTV硅橡胶涂膜导电的影响

为了解纳米二氧化钛(TiO2)对室温硫化(RTV)硅橡胶涂膜半导体导电行为影响的规律,采用电位-电容法结合Mott-Schottky分析技术研究了在硫酸钠的质量分数w(Na2SO4)=5%的硫酸钠溶液中纳米二氧化钛对RTV硅橡胶涂膜的导电行为的影响。研究发现,添加纳米二氧化钛粉体后,RTV硅橡胶涂膜的空间电荷层电容Csc减小,该涂膜的空间电荷层厚度增加。随着浸泡时间的延长,涂膜的空间电荷层电容Csc逐渐增加,表明涂膜的空间电荷层厚度随浸泡时间延长而有逐渐减小的趋势。添加纳米二氧化钛粉体,可促进RTV硅橡胶涂膜的导电行为由n型半导体导电特征转变为p型半导体导电特征,当所添加的纳米二氧化钛的质量分数w(TiO2)=2%时,RTV硅橡胶涂膜转变为绝缘态。     

甚高频对大气压Ar/SiH4/H2混合等离子体粒子密度分布影响的数值模拟（英文）

To improve the microcrystalline silicon thin film deposition in quality and to increase its microcrystalline silicon content,we numerically investigated the characteristics of homogeneous discharges in hydrogen diluted silane and argon mixed gases at atmospheric pressure using a two-dimensional fluid model.The model takes into account the primary processes of excitation and ionization,sixteen reactions of radicals with radicals in silane/hydrogen/argon discharges,so this model can adequately describe the discharge plasma.The effects of very high frequency(VHF)excitation on the electron density in such discharges are analyzed.The simulation results show that the electron density does not linearly vary with the excitation frequency within from 90150 MHz.he maximum value occurs at an appropriate excitation frequency i.e.the transition frequency.Increasof the excitation frequency would effectively increase the electron density before the transition frequency,but decreases the density afterwards.is.Moreover,the densities of involved particle species,including H2+,H,Ar*,Ar+,SiH3+,SiH3,SiH3,SiH2are closely interrelated.     

高效液相色谱仪分析变压器油的ρ（C5H4O2）

介绍了用高效液相色谱仪分析变压器油中 ρ(C5 H4O2 )来带电监测变压器绝缘状况的方法 ,统计分析山东省 2 0 8台变压器测试数据的结果认为该法十分有效。     

纳米TiO2表面精准修饰对硅橡胶直流绝缘性能的影响

为研究纳米TiO₂颗粒表面精准修饰对硅橡胶直流电气性能的影响,分别在纳米TiO₂表面单峰和不同密度双峰接枝长链与短链聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)。将具有不同接枝类型的纳米TiO₂以相同质量分数(1%)添加到硅橡胶(silicone rubber,SIR)中,制作得到纳米TiO₂/SIR复合薄膜样品。热失重分析试验结果证明长链与短链PDMS成功接枝到纳米TiO₂表面;Zeta电位试验结果表明,长链与短链PDMS双峰接枝增强了相邻TiO₂颗粒之间的静电排斥力;TEM观测结果表明,经过双峰接枝长短链PDMS,纳米TiO₂颗粒在SIR中的分散性大幅改善。空间电荷、直流击穿和直流电导试验结果表明,双峰接枝长短链PDMS的组别抑制注入同极性空间电荷效果更佳、直流击穿场强更高、体积电导率更低。这是由于随着纳米TiO₂表面长短链PDMS双峰有效接枝密度的提高,使得界面区域分子链排列更加质密...     

商业V2O5-WO3/TiO2催化剂SCR脱硝过程中PM2.5的排放特性及影响因素研究

针对V2O5-WO3/Ti O2商用催化剂,采用电称低压冲击器(ELPI)、PM10/PM2.5采样器、X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜-能谱分析(FSEM-EDX)等对SCR烟气脱硝中形成的细颗粒粒径分布、形貌、元素及物相组成进行了测试分析,并研究了烟气组分及反应条件对SCR脱硝系统出口细颗粒物性的影响。结果表明,SCR脱硝过程中会形成不少亚微米级颗粒,主要成分为硫酸铵以及硫酸氢氨,晶型呈块状。细颗粒生成量随反应温度的升高和NH3/NO摩尔比的增加而增加,在脱硝效率较高时,颗粒物形成量也趋于增多;烟气中SO2、H2O和O2浓度的增加均会导致细颗粒物形成量的增加。导致细颗粒物产生的主要原因可归结于催化剂的活性组分对SO2的氧化以及SCR脱硝反应中NH3的逃逸。     

硅烷偶联剂种类对纳米TiO2/间位芳纶复合绝缘纸电气性能的影响

为了进一步提高间位芳纶纸的绝缘性能,分别采用KH550、KH560、KH580、KH151硅烷偶联剂对纳米TiO₂进行处理,制得了纳米TiO₂/间位芳纶复合绝缘纸。主要研究了偶联剂种类对复合绝缘纸电气性能的影响,包括电气强度、体积电导率、电荷陷阱特性等,此外还探究了复合绝缘纸热学和力学性能的变化。对不同硅烷偶联剂接枝的TiO₂/间位芳纶界面进行了分子动力学模拟,从界面结合能和均方位移参数方面阐述了硅烷偶联剂对填料-基体界面的改善作用。结果表明：以电气绝缘性能为最主要的指标,硅烷偶联剂对复合绝缘纸改性效果从高到低依次为KH550、KH151、KH560、KH580;合适种类的硅烷偶联剂可有效改善纳米填料在基体中的分散性,提高复合绝缘纸的击穿电压和体积电阻率,并对芳纶纤维的耐温性和机械强度有一定的增强作用。     

硅烷偶联剂改性TiO2对植物绝缘油中水分子扩散行为影响的分子模拟研究

本文采用分子动力学模拟的方法建立了两种硅烷偶联剂(KH570、KH792)改性前后TiO₂/植物绝缘油界面结构的纳米分子模型,并进一步通过动力学仿真研究了硅烷偶联剂改性前后TiO₂界面对油中水分子扩散行为的影响。结果表明：相较于未处理的TiO₂,改性后TiO₂界面对水分子有更强的吸附性,束缚了水分子在油中的扩散行为,致使其扩散系数显著降低,从而降低了油中水分子杂质形成“小桥”的概率,提升了植物绝缘油的绝缘性能,其中KH792的改性效果更为显著。进一步通过计算水分子与TiO₂界面体系相互作用能、形成氢键的数量和自由体积分数,解释了上述现象的成因与物理机制,为研究纳米粒子掺杂改善植物绝缘油绝缘性能提供了理论支撑。     

变压器油中产生H2的一种特殊途径

结合多起油中溶解气体色谱试验的 φ(H2 )值大幅波动而其它特征气体正常的案例 ,实验分析后发现变压器油运行中产生H2的另一途径     

纳米NiFe2O4冷冻油对转子式压缩机性能的影响

将纳米颗粒添加到制冷压缩机的润滑工质——冷冻油中,可提高其润滑性能,实现降低压缩机摩擦能耗的目的。本文以56EP为基础油,选用非离子型表面活性剂Span80与Tween60复配的方法,制备了纳米NiFe2O4冷冻油。依据GB/T 5773-2004和GB/T 15756-2006规定的测试方法,实验研究了纳米NiFe2O4冷冻油对转子式空调压缩机性能的影响。结果表明:与常规56EP压缩机相比,使用纳米NiFe2O4冷冻油后,在加速寿命试验前,两种不同型号压缩机的制冷量分别提升了约0.46%和0.58%,输入功率减少了2.01%和2.22%左右,性能系数提高了近2.54%和2.81%;1000h加速寿命试验后,使用纳米NiFe2O4冷冻油压缩机的压缩机性能趋于继续提升,且压缩机泵体零件的各处磨损值低于零件磨损量限值。     

纳米TiO2改性纤维素纸板在油流环境下的带电特性研究

经纳米TiO₂改性纤维素纸板可以增强其击穿场强与抗老化性能,是当前电气绝缘领域研究的热点。纸板中添加纳米粒子对于变压器油流带电影响仍不明确;因此,为了揭示纳米粒子对油流带电影响与抑制机理,需测量与分析纳米改性纸板中的油流带电特性。文中以TiO₂改性纸板与未改性矿物油为研究对象,通过旋转圆盘系统测量其摩擦产生的静电电流。根据控制变量法研究了温度、纳米粒子质量分数和流速等因素对带电程度的影响,分析了纳米粒子对于油流带电影响机理;采用有限元分析方法分析了变压器油道仿真模型,对比了不同质量分数下的纳米TiO₂改性纸板制作的油道模型内部电场分布情况。研究结果表明：与未改性纸板相比,纤维素基体中添加质量分数为1%的纳米TiO₂粒子可以抑制油流带电程度,使得油道内部积累电荷后的电场分布畸变程度最小。研究结果可以为抑制变压器中的油流带电提供新方法。     

β-Ga2O3对变压器油中乙炔气体的吸附性能研究

乙炔(C₂H₂)是油浸式电力变压器油中用来评估故障发生的重要特征气体,对其进行在线监测能实时有效反映变压器的运行状况。针对传统的气体传感器对特征气体存在响应不灵敏的问题,本文中作者采用一种超宽禁带半导体材料(氧化镓(β-Ga₂O₃))作为气体传感器来检测故障特征气体C₂H₂。通过第一性原理计算方法研究了β-Ga₂O₃的结构和电子性质,并对其气体敏感机理和吸附性能进行了分析。首先,通过结构优化确定C₂H₂气体在β-Ga₂O₃表面的最佳吸附位置;其次,通过进一步分析吸附模型的电荷密度差分、吸附能、电子态密度、能带结构和功函数获得C₂H₂气体在β-Ga₂O₃表面的吸附行为;最后,结果表明β-Ga₂O₃对...     

Ni掺杂单层PtSe2检测变压器油中溶解气体CH4和C2H4的DFT研究

甲烷(CH₄)和乙烯(C₂H₄)是变压器故障的重要特征气体,其组分可以有效反应变压器的运行状态。为实现特征气体的快速精准检测,文中提出一种新型材料Ni掺杂单层PtSe₂(Ni-PtSe₂)用于检测变压器油中溶解特征气体CH₄和C₂H₄的检测方法。基于第一性原理密度泛函理论,文中对单层Ni-PtSe₂吸附变压器油中溶解特征气体CH₄和C₂H₄进行理论计算,从理论上探讨单层Ni-PtSe₂在气体吸附前后的几何结构、单层NiPtSe₂电子态密度以及能带结构的变化。计算发现,CH₄和C₂H₄气体吸附体系的吸附能分别为-1.536 eV和-2.502 eV,表明单层Ni-PtSe₂对两种特征气体的吸附均为化...     

纤维素-SiO2的制备及在净化变压器油中的应用

变压器绝缘油在电力设备运行过程中会逐渐劣化,导致变压器油电气性能、理化性能大幅降低。采用吸附相反应技术,将亲水SiO₂纳米颗粒固载在微晶纤维素(microcrystalline cellulose,MCC)上,制备出具有高吸附性能的改性纤维素集尘体材料,联合静电吸附技术净化处理脏污变压器油。对于SiO₂改性纤维素集尘体材料,通过油品净化效果测试得出,最佳的制备条件为溶胀后干燥12 h,作为硅源的正硅酸乙酯(TEOS)加入量为6 g;将上述条件下合成的改性纤维素集尘体材料,置于静电净油反应器内,二者协同净化脏污变压器油后,油品的主要运行指标如水分由最初的32.0 mg/L以上降至23.5 mg/L以下,且其他包括介质损耗因数、酸值和体积电阻率等关键指标也均已达到运行油的国家标准。可见,静电技术结合改性纤维素吸附材料能够有效吸附油中的杂质颗粒。     

Sb改性对Mn-Ce/TiO2低温SCR催化剂性能的影响

采用浸渍法分别制备Mn/TiO₂、Mn-Ce/TiO₂、Mn-CeSb/TiO₂ 3种催化剂,考察了3种催化剂在低温90～220℃之间的活性和选择性,并利用BET (Brunauer-Emmett-Teller,BET)比表面积分析、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)、X光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、H2-程序升温还原(H2-temperature-programmed reduction,H2-TPR)和NH3-程序升温脱附(NH3-temperatureprogrammed desorption,NH3-TPD)对3种不同的催化剂样品进行了表征,分析影响选择性催化还原(selective catalytic reduction, SCR)活性的原因。...     

SF6对介质阻挡放电臭氧生成的影响（英文）

The influence mechanism of a small amount of SF6 on ozone generation in oxygen or air discharge is investigated.Some results are obtained by probing into the number of the high-energy electrons,which have the sufficiency energy for generating ozone.Introducing a small amount of SF6 into oxygen sharply decreases the number of high-energy electrons,because the electron density decreases sharply while the mean electron energy remains constant due to higher breakdown voltage and lower discharge power,and some high-energy electrons are consumed by the excitation and attachment of SF6.In contrast,when a small amount of SF6 is added into dry air discharge,despite the consumption of the excitation and attachment of SF6,the number of high energy electrons increases sharply,which is attributed to the higher mean electron energy and electron density resulted from higher breakdown voltage and discharge power.When the volume fraction of SF6 increases from 0 to 2.22%,the ozone mass concentration and the ozone yield increase by 45.7% and 29.7%,respectively.Therefore,though the oxygen source should avoid the presence of SF6,adding a small amount of SF6 can improve the ozone mass concentration and the efficiency of ozone generation.