非均匀和均匀电场下液滴的形变及运动行为

电场作用下液滴形变及运动行为是电脱水机理研究的重要内容,为了研究不同电场类型下液滴的运动特性,基于相场方法建立了液滴在均匀与非均匀电场下的仿真模型,研究了油中液滴在形变、位移过程中电荷密度和电场力的分布以及液滴的聚结情况,通过实验观测分析了液滴在均匀场与非均匀场中的形变以及运动行为。研究结果表明,液滴在非均匀场中不仅发生如同在均匀场中的形变,而且会在介电泳力作用下向电场集中区域发生移动;液滴表面极化出的电荷密度以及其所受到Maxwell应力从液滴中部向两端逐渐增大,在均匀电场中对称分布在液滴两端,而在非均匀电场中靠近电场集中区域的电荷密度和Maxwell应力最大;在一定范围内提高电场强度,液滴在非均匀电场中的接触机率比均匀场中的大,受到的偶极吸引力增大,使液滴间的聚结速度大于均匀电场中的聚结速度,但过高的电场强度容易使液滴破裂。     

电场作用下变压器油中液滴荷电状态研究

为了研究电场作用下液滴荷电效应对其形变的影响,对油中液滴表面电荷状态开展了理论研究,并借助仿真建模软件搭建典型油道模型,模拟了外加电场条件下分散相液滴的表面电荷密度分布,获得了液滴表面电荷的变化趋势图及其表面所受的电场力分布图。研究结果表明：静置于油中的水分子由于“H+”优先取向,水滴带有正的初始表面电荷。随着电场强度不断增大,表面电荷密度呈现正增长趋势。从微观角度分析了电场下液滴的运动变形行为,可以进一步完善油中含有液滴时引起的放电机理,为变压器稳定运行提供实用价值。     

考虑表面张力作用的坡面流运动方程

坡面薄层流表面张力为主要作用力,必须考虑其作用。基于波动理论,得出均匀流条件下受表面张力作用的表面波的等效阻力。考虑表面波等效阻力、波流共存时底部剪切力、雨滴打击力、重力,分析得出了坡面恒定均匀流运动方程。针对降雨及下渗对坡面流的影响,在假设水深沿表面波传播方向变化缓慢,降雨对波动的影响可忽略的基础上,建立了坡面流能量守恒微分表达式。该研究为坡面流运动特性试验研究及理论分析奠定了一定基础。     

电场对非平整基底上液滴铺展特性的影响

基于润滑理论和漏介电质模型,通过建立电场作用下非平整基底上液滴铺展的演化模型,利用PEDCOL程序模拟了导电液滴在非平整基底上的铺展特征。结果表明:非平整基底有助于加快液滴的铺展速度,其中,锯齿状基底下液滴的铺展速率最大;底部电势为恒定值时,电场对液滴铺展起抑制作用;线性底部电势将诱导液滴中心出现偏移现象,且液膜轮廓呈现与基底外形相似的特征;增加基底波数或高度,均有利于液滴铺展,但其影响总体较小。     

含水率对复合电场下油纸绝缘电场分布的影响

为研究含水率对换流变压器油纸绝缘电场分布的影响,以典型油纸绝缘结构为研究对象,首先根据典型油纸绝缘结构建立了其等效物理模型和电路模型,并得到了复合电场下电场分布的数学表达式。结合不同温度及含水率下变压器油和浸油纸板绝缘电阻率及相对介电常数的测量结果,通过仿真分析得出了复合电压作用下油纸绝缘中电场分布与含水率及交流含量的关系。研究结果表明,水分对复合电压作用下油纸绝缘的电场分布有着显著的影响,当水分达到平衡状态时随含水率的增加油中场强增强、浸油纸板中场强减弱;随着绝缘体系整体含水率的上升,油纸绝缘电场分布的变化呈加速趋势;水分对油纸绝缘电阻率的影响远高于其对相对介电常数的影响,从而导致水分对高直流分量复合电压下的油纸绝缘电场分布产生较大影响。     

关于高压线下电场对人体的影响

国际大电网会议(CIGRE)中国国家委员会最近收到由CIGRE理事会秘书长鉴署的一个通知,文中提到由于对电场影响问题进行了广泛深入的国际合作研究,目前已取得了原则上的一致意见,即:现有高压线下的电场对人体无害。通知要求各国家委员会协助宣传随附的一篇CIGRE公报,现全文报道如下     

湿度对雷云电场作用下特高压地线表面电晕放电过程的影响

雷云电场下空气湿度对地线表面电晕放电过程的作用,会影响特高压交流输电线路的雷电屏蔽性能。为此,建立雷云电场下特高压输电线路双地线表面电晕放电模型并试验验证,模拟不同绝对湿度条件下地线表面正离子、气溶胶离子和中性粒子的漂移扩散过程,探究湿度对地线表面电晕放电过程的影响机制,分析湿度对地线接闪性能的影响规律。仿真结果表明：随着雷云电场的增大,空间正离子浓度不断增大并呈对称椭圆分布,地线表面电流增大,最大值为7.47μA·m-1;随着空气湿度增大,空间正离子浓度减小,浓度最大值仅相差4%,地线表面电晕电流减小,地线表面电晕放电起始时间延迟,且在雷云电场下参与定向排列水分子数量增多,地线周围电场强度增强,有利于地线表面上行先导起始,提高地线接闪性能。     

湿热环境下电场作用对碳钢腐蚀行为的影响北大核心CSCD

采用腐蚀产物形貌结构分析方法(SEM、EDS、XRD)以及电化学测试方法,研究了在模拟高温高湿环境下腐蚀时间以及外加不同强度直流电场对电力杆塔用碳钢腐蚀行为、腐蚀产物以及形貌结构的影响。结果表明,随着腐蚀时间的延长,碳钢表面的腐蚀产物不断发生变化,腐蚀最初期的腐蚀产物以棉球状α-FeOOH为主,逐渐发展变化为片状的γ-FeOOH和尖晶长条状的Fe3O4,导致表面的腐蚀产物致密性相比腐蚀初期大大减小,对内部基底的保护作用减弱。而电场的存在则会在腐蚀时间作用的基础上进一步抑制α-FeOOH的生成、加速γ-FeOOH的生长,同时电场强度越大形成的γ-FeOOH的形貌结构越疏松分散,致密性越差,从而进一步加速腐蚀往深层次的进行。     

电场对尘土沉积的作用

在电连接器的触点表面,接触区附近的污染总是比非接触区的污染严重,在对污染物的成分分析中发现了硅、铝等尘土的主要成分,表明污染物中混杂有尘土颗粒。自然尘土微粒都带有一定量的静电荷。电连接器件在工作中可能由于振动、异物嵌入接触面等情况而使连接的触点短暂脱离而形成电场。带电微粒在电场中受到电场力的作用而沉积在电接触表面．两分开的接触表面之间的电压越大、接触表面之间距离越小,则吸附在接触表面的尘土颗粒越多。接触表面之间的电压小于5V时．对尘土的吸附作用也不可忽略。在非均匀电场中,尘土在接触表面的分布是不均匀的．在接触区附近区域沉积有较多的尘土颗粒。     

表面张力对PCB焊接影响的分析

电子产品焊接后PCB板面出现"水渍"、残留不均匀等异常现象,通常我们认为是助焊剂的问题,但实践中,切换其它PCB有明显改善。本文研究了表面张力对此现象的影响分析,并通过实验验证,找出影响因素。     

交直流复合电场作用下油纸绝缘悬浮放电脉冲波形特征

悬浮放电是换流变压器油纸绝缘中比较常见的一种缺陷形式,由于换流变压器内部电场除单纯交、直流电场外,还存在交直流复合这种比较特殊的电场形式,因此本文结合换流变压器实际运行环境搭建了一套交直流复合局部放电检测平台,采用串联加压法获取了交直流复合电场情况下油纸绝缘悬浮放电的宽带脉冲波形,并提取了波形的时域、频域及时频联合特征。实验结果表明,换流变压器悬浮放电出现了两种截然相反的首波主脉冲放电波形,同时每种波形都具有明显的时、频域特征,该结果可为换流变压器的悬浮放电诊断提供依据。     

复合绝缘子表面液滴形貌特征及其对闪络电压的影响

为研究灾害性浓雾天气对绝缘子运行安全可靠性的影响,以硅橡胶绝缘子作为样品,采用可视化试验系统和人工大气模拟试验装置,研究了不同污湿条件下绝缘子表面液滴的吸附与凝结特征及其对绝缘子闪络电压的影响。分别研究了盐雾污秽度、相对湿度对表面液滴吸附、凝结与分布特征(分布面积、尺寸分布及其盒子维数)的影响,并在此基础上得到了这些特征参数对闪络电压的影响规律。结果表明,当相对湿度与污秽度增大时,绝缘子表面凝结的液滴数量增加,中间尺寸(1 mm≤液滴最大直径Dmax2 mm)与较大尺寸(Dmax≥2 mm)的液滴数量显著增加,而较小尺寸(Dmax1 mm)的液滴数量呈下降趋势。液滴分布盒子维数的增大说明液滴分布的分散性和复杂性增强。绝缘子表面附水质量的变化不能有效反映闪络电压的变化,但随着液滴分布盒子维数的增大,绝缘子闪络电压降低。     

原子热运动对电场量子测量的影响及修正方法

基于里德堡原子电磁诱导透明（EIT）效应的电场量子测量方法,能够突破传统基于电学原理、光学原理测量法在测量精度和灵敏度上的极限,并且具有自校准性。采用热里德堡原子进行测量具有工程应用的便捷性,但是原子热运动形成的多普勒效应会导致EIT谱峰发生频移和形变,混淆电场对原子的相干效应,从而影响电场测量精度。基于激光、电场与原子的作用机理,以及原子热力学,该文提出通过调整探测光和耦合光频率,修正原子热运动对电场量子测量影响的方法。首先,假设里德堡原子静止不动,建立和求解密度矩阵方程,描述双光子阶梯型三能级系统的EIT光谱;然后,引入温度与原子运动数学关系,将温度造成的原子热运动多普勒影响量化为探测光和耦合光频率失谐量,通过修正探测光和耦合光的频率来抵消该影响。仿真实验表明,该文提出的修正方法效果良好,该研究有利于推进基于里德堡原子电场量子测量的实用化进程。     

混合电场作用下换流变压器阀侧绕组电场分析

为了计算换流变压器阀侧绕组端部电场分布,建立了油纸复合绝缘结构的电路模型。并在分析阀侧绕组励磁电压类型的基础上,利用有限元分析法计算了在交流、直流、交直流叠加和极性反转电压作用下的电场分布,总结了电场分布规律。结果表明,换流变压器阀侧绕组电场分布既有其规律性又有其复杂性,在直流电场作用下的阻性电场分布将导致纸板中的电场集中;而交流电场作用下的容性电场分布将导致变压器油中的电场集中;在极性反转过程中由于空间电荷的存在,油中承担了较高的电压。该分析结果可为换流变压器阀侧绕组端部的绝缘设计提供依据。     

混合电场作用下换流变压器阀侧绕组电场分析

为了计算换流变压器阀侧绕组端部电场分布,建立了油纸复合绝缘结构的电路模型.在分析阀侧绕组励磁电压类型的基础上,利用有限元分析法计算了在交流、直流、交直流叠加和极性反转电压作用下的电场分布,并总结电场分布规律.结果表明,换流变压器阀侧绕组电场分布既有其规律性又有其复杂性,在直流电场作用下的阻性电场分布将导致纸板中的电场集中;而交流电场作用下的容性电场分布将导致变压器油中的电场集中;在极性反转过程中由于空间电荷的存在,油中承担了较高的电压.该分析结果可为换流变压器阀侧绕组端部的绝缘设计提供依据.     

冲击电压作用下应力锥位置对高压电缆终端电场分布的影响

应力锥的位置对电缆终端电场分布的影响易被设计人员忽视,试验发现应力锥的位置对电缆终端的整体性能起着至关重要的作用,冲击电压作用时影响更甚。针对该现象,笔者采用有限元法,建立了相应的模型,计算了不同应力锥位置的110 kV的电缆终端电场分布情况,证明应力锥的位置对套管表面电场分布的影响,并通过试验对仿真结果进行验证。提醒设计人员应力锥在套管中的位置不可忽视。     

液体介质在电场作用下的稳定性

在高电场作用下,净体介质可发生放电,产生气体。由于气体的介电常数ε_g小,且其击穿场强E_B比液体及固体绝缘介质的击穿场强均要低,因而放电产生的气泡更易于击穿。这是造成工程液体击穿以及油浸复合绝缘介质局部放电以至击穿的主要途径之一。在电场作用下,液体绝缘介质宏观的析气性与它的微观结构,特别是与芳烃含量有密切的关系。研究表明,绝缘液体的某些物理性能,如光学性能中的折射率、色散、比色散等与电场中的析气性有密切关系,一定程度上可以较灵敏的反映出液体绝缘介质在电场作用下的稳定性。在工程中、液体绝缘     

电场分量对交直流复合电场下油纸绝缘沿面放电特性的影响

油纸绝缘沿面放电现象与绝缘纸板表面的电场分布关系密切,因而使用无背面电极和有背面电极两种结构,研究了电场分量对交直流复合电压下油纸绝缘沿面放电特性的影响机制。研究结果表明:随着直流电压分量的不断增加,油纸绝缘的沿面闪络电压逐渐上升,且交流电压下的闪络电压最低;无背面电极结构下沿面闪络电压无极性效应,有背面电极结构中存在极性效应,且负极性直流电压分量作用下,由于纤维素中羟基的强电负性影响,致使沿面闪络电压较低;无背面电极结构时的闪络电压约为有背面电极结构时闪络电压的1.5倍,分析认为由于载流子受到强垂直电场分量作用,加剧了对绝缘纸板表面的碰撞,油纸绝缘空间电荷平衡状态易在较低交流电压分量作用下受到扰动而被破坏,进而诱发沿面闪络发生,致使沿面闪络电压逐渐下降,该下降趋势具有饱和现象;沿面闪络在交流电压分量接近波峰或者波谷位置处发生。