采用冲激脉冲辐射天线实现皮秒脉冲电场生物组织聚焦的仿真分析

为实现高强度ps脉冲电场在生物组织中的良好聚焦,仿真研究了冲激脉冲辐射天线(impulse radiatingantenna,IRA)的聚焦效果。结合前期研究成果,利用CST Microwave Studio软件建立了长椭球形IRA模型,仿真分析了其聚焦后电场在简易乳房组织模型中的传播规律。在此基础上,引入锥形天线模型,研究经锥形天线抵消主路径后IRA在生物组织中的聚焦特性。仿真结果表明:在具有低电导率的乳房组织模型中,天线在焦点处可以实现良好聚焦;当乳房组织的电导率增至0.5S/m时,其聚焦特性完全消失;引入锥形天线,当其距离生物组织边界为5cm时,可以实现IRA在较高电导率生物组织中的最优聚焦。     

纳秒脉冲电场治疗裸鼠皮下人恶性黑色素瘤模型的长期效应

为研究ns脉冲电场(nsPEF)对在体肿瘤的长期杀伤效应,以接种人恶性黑色素瘤A375细胞的BALB/c裸鼠为研究对象,采用电压幅值为4kV、脉冲宽度为200ns、重复频率为1Hz的ns脉冲电场进行治疗。肉眼观察结果表明,瘤体随时间推移而逐渐消褪直至消失,且皮肤恢复完好,原位瘤在平均2周时间内完全消失;瘤体生长抑制情况检测结果表明,与对照组相比,治疗组裸鼠肿瘤体积明显缩小(检验水准P<0.05),随着生存时间延长,对照组和治疗组肿瘤生长速度差别增大;荷瘤裸鼠的存活率-时间关系研究结果表明,ns脉冲电场治疗后26d时间内,对照组裸鼠全部死亡,而治疗组裸鼠存活率高达100%。实验结果表明ns脉冲电场能有效抑制肿瘤组织的生长,并可大大提高荷瘤BALB/c裸鼠的长期存活率。     

细胞膜电穿孔及其肿瘤治疗的研究

电穿孔是在脉冲电场作用下细胞膜暂时出现微孔的物理过程 ,其结果是细胞内外分子交换显著增加 ,有利于细胞吸收各种药物、基因物质、蛋白质和其它大分子等。电场取消后微孔关闭而不会对细胞造成任何影响。电穿孔对于研究脉冲电场作用下细胞的结构和功能有重大意义 ,这种瞬时可逆的膜渗透性增强大大促进了化疗药物的跨膜运送 ,有效地提高了其杀伤力 ,为肿瘤的综合治疗提供了一种新思路     

配电网过电压在线监测系统的设计与实现

介绍了用于10kV配电网大气过电压和内过电压在线监测系统的设计与实现,分析了用于过电压信号采集的阻容分压器的性能和数据采集、波形分析软件、保护措施等关键技术。通过现场监测的结果分析表明,论文方法取得了较满意的效果,为电力系统的事故分析提供了科学依据。     

分段输电线路求解整段参数计算理论研究

输电线路工频参数的准确及时获得对电力系统至关重要,否则可能会给电力系统带来恶劣的影响,甚至造成重大电力事故的发生。目前国内外针对线路参数理论计算通常采用传统公式。针对中、短输电线路施工或运行中分段参数与整段参数的求解问题,本文以某220kV双回线路为例,验证得到传统方法在求解正序参数上可以很好应用,但在零序参数求解上存在较大误差。为提高零序参数理论计算的准确性,本文首次提出将输电线路划分为整的参数理论计算公式及其等值稳态电路模型,即对各分段输电线路进行参数测试,然后经过科学计算得出整段线路参数,为输电线路参数测量提供了一种快速有效的方法。经实例计算验证该模型在零序参数求解上相对传统模型而言误差更小,可用于中短输电线路的参数计算,并进一步提出了该模型的改进措施。     

基于故障选相及时域、频域分析的输电线路直击雷识别方法及其应用

为了快速地对雷击输电线路类型进行识别,以直击雷产生的三相暂态电流行波为研究对象,基于EMTP仿真软件,建立了装有导线暂态电流监测设备的输电线路仿真模型。根据平行导线之间的耦合原理,通过判断雷击故障相数将直击雷初步分为3类。并通过提取各个子分类中的直击雷波形的时域与频域特征构建识别判据,最终实现输电线路直击雷的识别。仿真测试结果表明,对直击雷进行初步分类可有效区分雷击塔顶所造成的多相闪络情况,降低识别的难度。这种直击雷识别算法在不同雷电源参数、不同故障距离下均能对直击雷进行有效识别。     

基于超声波诊断的GIS设备异常分析方法

为提升气体绝缘组合电器（GIS）局部放电现场检测水平,对基于超声波诊断的GIS异常分析方法进行了研究。根据现场检测搜集的大量数据,总结出典型GIS局部放电的超声波信号时域和相位分布特征,并且分析了局部放电信号和常见干扰信号在时域特征和频域分布上的差异。研究了声电联合定位方法、超声波时延定位方法和超声波小波时频定位方法在GIS现场局部放电检测中的应用,检测结果表明这个方法具有较高的定位精度和准确性。     

利用关键构件力学特性的覆冰塔线体系事故预测方法

针对目前我同输电线路覆冰断线倒塔事故预测方法的不足,选取重庆市某500 kV送电线路的典型杆塔为研究对象,建立了"三塔两线"形式的塔线体系精细化有限元模型,进行了塔线体系承受覆冰荷载、风荷载多种运行工况下的仿真研究,通过系统研究确定了能最有效反映杆塔运行状态的构件,并详细记录了杆塔关键构件应力值随运行工况参量的变化趋势,通过公式拟合得出严格的数学函数,具体表现为:三层横担鼓型直线杆塔,上、中、下横担主材角钢应力随覆冰厚度的增加呈指数增长.拟合度高达0.986以上,指数范围集中在0.0375～0.0404之间,因杆塔不同部位角钢型号及结构等因素的影响而略有不同;杆塔塔身主材角钢应力与风速呈指数增长,拟合度高达0.99以上,指数范围集中在0.0383～0.0423之间,因覆冰厚度的不同,塔身主材角钢应力曲线构成一组曲线簇,覆冰越厚,应力值相对越大.基于以上结果提出了利用这种特定的数学函数建立数据库,实时查询、比较,给出杆塔运行中的状态,实现覆冰塔线体系事故预测的方法.     

陡脉冲电场对肝癌细胞线粒体跨膜电位的影响

为研究陡脉冲电场的凋亡效应,以人肝癌细胞为实验对象,采用激光共聚焦扫描显微镜观察陡脉冲电场作用下细胞内线粒体跨膜电位的实时变化。实验结果表明,陡脉冲电场能使线粒体跨膜电位下降,较高的电压峰值、较窄的脉冲宽度(600 V/100 ns)比较低的电压峰值、较宽的脉冲宽度(200V/1.6μs)能使线粒体跨膜电位更快地下降,并且在停止施加陡脉冲电场后线粒体跨膜电位仍然在不断下降,进而有可能使线粒体跨膜电位崩溃,从而诱导肝癌细胞凋亡,为陡脉冲杀伤肿瘤细胞提供了理论依据。     

基于Marx和LTD拓扑的全固态复合模式脉冲源的研制

针对不同应用领域中负载阻抗的多样性,研制一种基于Marx和直线型变压器驱动源(LTD)拓扑的复合模式脉冲源。该脉冲源包含4个LTD模块,且每个LTD模块由1个3级Marx电路组成。其主要优点是可以降低对隔离电源模块、触发同步性的要求,负载适应能力强,并且可使脉冲装置小型化。首先对该脉冲源拓扑结构和参数进行设计和理论计算,并采用PSpice软件验证其可行性,最后研制复合模式脉冲源的样机并测试其性能。该脉冲源采用MOSFET作为主开关,二极管作为隔离元件,用含锁相环功能的现场可编程门阵列(FPGA)产生控制信号。该脉冲源的输出脉冲参数:幅值为0~8 kV,脉宽为60~160 ns,脉宽步进可达1 ns,重复频率为1 kHz,上升沿约10 ns。通过FPGA产生相移控制信号对该脉冲源的每级进行单独控制,可实现对输出脉冲上升沿和下降沿的灵活调节。脉冲源采用模块化设计,可以通过增加模块数量方便地提高最大输出电压。