拉伸比对乙丙橡胶极化-去极化电流和陷阱分布的影响

针对移动电缆用EPDM绝缘在实际使用中经常受到拉伸力的作用，造成绝缘劣化的问题，本文从极化-去极化电流出发，主要研究不同拉伸程度对EPDM绝缘性能的影响。首先设计了拉伸装置用于测量拉伸状态下EPDM的极化-去极化电流和表面电位，然后从直流电导率和陷阱能级分布角度分析了拉伸比对EPDM性能的影响，最后从微观层面上解释了不同拉伸状态下EPDM绝缘性能变化的原因。结果表明：拉伸比对EPDM极化-去极化电流的影响存在阈值。当拉伸比小于1.4时，极化-去极化电流随拉伸比的增加而减小；当拉伸比大于1.4时，极化-去极化电流随拉伸比的增加而增大。当拉伸比从1.0增加到1.4时，陷阱数量减少导致表面电位衰减速率减小；当拉伸比从1.4增加到1.8时，浅陷阱的增加促进了电荷的消散和迁移过程，导致表面电位衰减速率增大。拉伸应力对EPDM绝缘性能的影响可分为无负荷状态、弹性形变状态、非弹性形变状态3个阶段。     

基于介电响应法的矿用电缆绝缘性能评估方法研究

矿用高压电缆在实际使用中易受电、热、机械应力等多种因素的复合作用,加速绝缘老化,易导致电缆漏电、短路或放电等故障。目前,介电响应法被引入矿用电缆绝缘性能及老化状态的分析、评估和诊断中。针对基于介电响应法的电缆绝缘性能及老化状态评估问题,以常用的三元乙丙橡胶（EPDM）绝缘矿用移动软电缆为研究对象,总结了介电响应法中回复电压法、极化/去极化电流法和频域介电谱法的基本原理和典型特征量,对比了3种方法的优缺点。介绍了扩展Debye模型提取的老化因子、修正介电驰豫模型提取的弛豫特征量、介质损耗积分谱等基于介电响应模型的电缆绝缘性能评估特征量。从基于回复电压法和极化/去极化电流法的矿用电缆电痕腐蚀程度判别,以及基于极化/去极化电流法和等温松弛电流、基于介电驰豫模型、基于介质损耗积分值的EPDM绝缘多应力老化状态评估等方面,综述了介电响应法在矿用电缆绝缘性能评估中的应用研究。针对基于介电响应法的矿用电缆绝缘性能评估存在的在线监测技术无法适应煤矿工况、评估用数据不足、绝缘劣化程度与特征量关系未知等问题,提出应重点研究电缆绝缘状态感知、绝缘劣化程度与特征量关系构建这2项关键技术。     

矿用三元乙丙橡胶高压电缆绝缘老化机理及状态评估技术研究进展

绝缘被认为是电气设备中最薄弱的环节。煤矿特殊工况和电、热、机械应力等老化因子的共同作用,使矿用高压电缆的三元乙丙橡胶（EPDM）绝缘老化机理判定与状态评估存在很大的难度。针对煤矿用高压移动软电缆的EPDM绝缘,介绍了EPDM的基本性能和经受的老化因子类型。基于多老化因子作用下EPDM的理化性能、机械性能、电性能,分析了EPDM老化机理。综述了绝缘电阻、局部放电、介质损耗因数和温度等矿用高压电缆绝缘在线监测方法的基本原理和存在的问题。总结了矿用高压电缆绝缘状态评估方法研究现状,介绍了基于改进雷达图的多参量和基于介质损耗的单参量矿用高压电缆绝缘状态评估方法。为应对煤矿智能化发展,一方面矿用电气设备智能化需要在智能感知、智能控制方面开展研究,弥补状态感知环节和状态评估特征量缺失的问题;另一方面需要研究轻量化模型或算法,降低设备旁智能终端的计算复杂性、参数量和分析耗时,提高状态评估技术的可实施性,为实现智能分析和智能决策奠定基础。     

纳米SiO2添加对乙丙橡胶相对介电常数和电导特性的影响

为了明确纳米SiO2添加对乙丙橡胶绝缘相对介电常数和电导特性的影响,使用熔融共混法制备了含不同质量分数纳米SiO2的乙丙橡胶复合电介质,分析了纳米颗粒在乙丙橡胶基体中的分散特性,以及纳米颗粒与乙丙橡胶基体的键合性质,测量了乙丙橡胶纳米复合电介质的相对介电常数以及不同温度和电场下的稳态电流,分析试样的电导特性.结果表明:当纳米SiO2质量分数为0.5％时,在乙丙橡胶中的分散性最好,低浓度掺杂形成的位阻作用,降低了乙丙橡胶分子链段及其侧基链段的活动能力,纳米复合电介质中的界面效应明显,介电常数、电导率降低,空间电荷注入的阈值场强提高,绝缘性能得到明显提升.随着质量分数提高,纳米颗粒与乙丙橡胶基体之间的界面效应减弱;当纳米SiO2质量分数为2.5％、5.0％时,掺杂形成的团聚使纳米复合电介质的介电常数增大,电导率提高,空间电荷注入的阈值场强降低.纳米SiO2添加带来的界面效应是影响乙丙橡胶纳米复合电介质性能的关键因素.     

综采工作面双齿辊破碎机自动监控装置设计

针对现有破碎机监控系统存在监测量有限、控制功能单一、无法联动等问题,开发了一套综采工作面双齿辊破碎机监控系统,重点介绍了该系统中双齿辊破碎机自动监控装置的设计方案。该装置以STM32F103微处理器为控制核心,具有集控、就地、检修3种控制模式,可实现双齿辊破碎机与刮板输送机、转载机等运输设备的联锁启停控制,以及电动机常规保护和状态监测数据显示功能。现场测试结果表明,该装置运行稳定,监测数据准确,能实现双齿辊破碎机与其他运输设备自动联锁启停控制,提高了综采工作面运输设备自动化水平。     

太阳能风能发电系统中铅酸蓄电池建模与仿真

介绍了一种基于铅酸蓄电池的三阶动态模型,并对其进行了建模仿真。该方法充分考虑到铅酸蓄电池充放电特有的非线性、复杂性和对温度敏感性等特点。在仿真的过程中,阐述了蓄电池的荷电状态、放电深度和充放电电流电压,它们关系到太阳能、风能互补发电系统中能量的流动。从仿真的结果来看,铅酸蓄电池的三阶动态模型是能够满足以上要求的。     

矿用乙丙橡胶电缆绝缘电热老化状态评估

针对乙丙橡胶电缆在电热作用下的绝缘老化特性研究较少的问题,对矿用乙丙橡胶电缆进行了电热联合老化试验,分析了乙丙橡胶电缆绝缘在不同老化时间下的极化/去极化电流特性,提出了反映绝缘老化程度的特征参量——老化指数和去极化电量。结果表明,随着老化时间的增加,乙丙橡胶电缆绝缘表面颜色由白色逐渐加深变为棕色,老化后期绝缘外层生成白色粉末状物质,绝缘内形成较多孔洞;绝缘的极化电流和去极化电流均随老化时间的增加逐渐增大,其中去极化电流在老化前期变化明显,在老化后期变化较小;分别根据极化电流和去极化电流计算得到的老化指数和去极化电量均随老化时间的增加而增大,可作为评估乙丙橡胶电缆绝缘老化状态的特征参量。     

矿用高压电机主绝缘用粘合树脂纳米改性研究

为研究纳米颗粒对矿用高压电机主绝缘用粘合树脂材料介电强度的影响,采用纳米SiO_2对环氧桐马酸酐粘合树脂进行纳米改性研究。制备了SiO_2纳米颗粒质量分数在0～5wt%的SiO_2/粘合树脂纳米复合试样。对不同温度等级下材料的交、直流击穿场强进行测试,基于威布尔分布对测量结果进行了分析,研究结果表明:粘合树脂的交、直流击穿场强均随纳米SiO_2添加量的增加先上升后下降;在不同温度条件下,低含量(0.5wt%、1wt%)纳米SiO_2添加可有效提高粘合树脂材料的交、直流击穿场强。纳米粒子与树脂基体之间形成的界面区会改变材料内部结构以及载流子在复合电介质内部的输运过程,从而影响材料的击穿特性。