N2等离子体活化增强镍铁-甘油酸微球的析氧性能

析氧反应是一个涉及4个质子/电子的反应,动力学缓慢,急需开发高效、低成本的析氧反应电催化剂。金属-甘油酸配位化合物因具有纳米结构易于合成、组分易于调控等特点,被广泛用作模板合成金属氧化物、磷化物和硫化物等析氧反应催化剂。但这些催化剂的合成通常需要较高的温度、较长的反应时间或使用有毒的磷源、硫源等。目前,仍然缺乏一种低温、环境友好和快速的方式将金属-甘油酸配位化合物转变为高效析氧反应催化剂。采用N₂等离子体活化镍铁-甘油酸微球(NiFe-Gly),使其在低温下快速转化为含有镍单质、氮化镍和少量铁物种的中空微球(P-NiFe-Gly)。由于其组分和结构上的优势,P-NiFe-Gly展现出优异的析氧反应性能,在电流密度为10 mA/cm²时的过电位仅为230 mV,且具有较好的稳定性。电化学原位拉曼光谱研究表明,等离子体活化能够促进P-NiFe-Gly更快速地产生活性物种NiOOH,进而提升析氧反应活性。     

ns脉冲液体介质击穿实验研究综评

介绍了目前液体介质击穿研究的实验内容(电压极性、电压波形、外界静态压力等)、实验方法(电学与光学结合)、研究成果(经验公式、击穿机理);指出单次ns脉冲击穿的电压脉宽窄(ns级)、击穿电压幅值高,重频ns脉冲电压击穿下液体介质的电场累积效应(极化效应)显著,这些ns级液体介质击穿的特点有助于揭示液体介质击穿的本质特性。结合研究成果讨论了窄脉冲电压液体介质击穿的概率与击穿机理。     

应用于直流GIL中低混合比c-C_4F_8/N_2混合气体的绝缘特性

目前GIL中使用的气体绝缘介质均为SF6气体。SF6气体虽然具有优异的电气性能,但是全球变暖潜能值(GWP)极高,因此迫切需要找到能够替代SF6的绝缘气体。文中以混合比k(c-C_4F_8在混合气体中的体积分数)低于20%的c-C_4F_8/N_2混合气体为主要研究对象,通过调节气压(0.1~0.65 MPa)和气隙间距(1~7 mm)测量了不同混合比k下混合气体的击穿电压和闪络电压,并与纯SF6气体的击穿电压和闪络电压进行了对比分析。试验结果表明:c-C_4F_8与N2呈协同效应关系;k=20%时,混合气体绝缘击穿强度约为纯SF6气体的0.6倍,绝缘闪络强度约为纯SF6气体的0.7倍,2 h耐受电压比短时闪络电压降低了5%~10%;通过提高c-C_4F_8/N_2混合气体的气体压强或增大绝缘距离可以实现替代SF6的目的。考虑到c-C_4F_8在放电中的碳析出问题,应避免混合气体用于频繁放电的设备中。     

高压纳秒脉冲信号的参数辨识

为了减小测量链和硬件结构给被测信号带来的测量不确定度, 通过系统分析的方法建立了高压纳秒脉冲电压测量系统模型. 根据模型分别用一阶差分方程法和卷积法实现了对测量系统特征参数的辨识, 并给出了测量系统模型的最佳阶数的确定方法以及在此模型下对输出信号的拟合结果. 根据对测量系统的辨识结果可以建立测量系统的输入输出特性, 从而还原真实的被测信号. 同样的方法还可以运用到对电流测量系统的分析及其他满足线性定常系统要求的测量中去.     

纳秒脉冲下SF6气体放电特性

随着电力系统电压等级的提高,特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)对气体绝缘变电站(gas insulated switchgear,GIS)的安全稳定运行产生了越来越严重的威胁,为了提高设备运行的安全稳定性,促进设备小型化,需要深入分析VFTO下SF6气体的绝缘特性。因而该文利用基于半导体断路开关(SOS)的ns脉冲源SPG 200N的输出电压模拟VFTO波形的快速上升过程,黄铜板-板电极模拟GIS内的均匀场,研究了ns脉冲下SF6气体的放电特性,得到了重频耐受时间、施加脉冲个数等与重复频率的关系。实验结果表明,重频耐受时间随着脉冲重复频率的提高而降低,但击穿前所施加的ns脉冲个数与重复频率的关系比较复杂。随着气压的升高,临界击穿场强与气压的比值E/p有所下降,但在该文研究范围内其值仍高于理想状态下稳态电压对应的单位气压下临界值88.5kV/(mm.MPa)。获得的SF6放电特性为进一步明确VFTO下SF6气体的放电机理提供了实验依据。     

电磁发射中枢轨接触电阻特性研究

在电磁轨道发射技术中,电枢和轨道的接触状态对发射系统的性能和寿命有重要影响。接触电阻是反映接触状态的一个重要指标。为此,建立了炮口电压的电路模型,设计不同充电电压条件下的发射试验,并测量炮口电压、轨道电流、电枢位移。根据电路模型计算出接触电阻和电枢体电阻。计算结果表明:初始阶段,电枢体电阻与接触电阻大小接近;在后半段,电枢体电阻远小于接触电阻。不同充电电压下发射试验的接触电阻曲线具有相同的变化趋势,接触电阻先随着电流的增加而减小,在电流处于平顶区时接触电阻先上升后下降,当电流下降时接触电阻急剧上升。分析讨论后认为,接触压力和温度是决定接触电阻的两个主要因素,而电流大小直接影响电磁压力和温度。     

光纤隔离变换器在高压充电电源中的应用

为了将高压充电电源的负载地与控制电路地进行电气隔离,使充电电源安全稳定工作,介绍了基于电压/频率,频率/电压转换原理的光纤隔离变换器在高压充电电源的高压测量单元中的运用。论述了电路的结构、工作原理、硬件设计等,并重点分析了隔离变换器的传输延时情况;给出了利用数字信号处理器(DSP)进行频压转换的一种方法。实际运行表明:该变换器线性度好,满足最高电压上升率为360V/s的充电电压测量要求。此隔离变换器隔离电压等级高,传输精度高,调试简单,可用于需要高压隔离的中低速控制系统中。     

纳秒脉冲下温度、频率对尼龙6电老化的影响

尼龙6作为绝缘材料经过长时间运行后,绝缘性能会受老化的影响而劣化。目前对此类绝缘材料的研究多集中在常温和工频下,在ns脉冲条件下的研究较少。为了研究温度、频率对尼龙6中电树枝引发的影响,实验采用了固态ns脉冲发生器MPC50D为激励源,其具有30 ns的下降沿和70 ns的脉冲宽度;使用温度循环实验箱SP-80U控制实验温度。实验的温度设定为-40~60℃,频率设定为20~1 500 Hz。实验结果表明:温度对尼龙6中的电树枝引发电压有明显的影响,随温度的升高电树枝引发电压下降明显;频率对电树枝的影响并不明显,只在200 Hz以下出现了较明显的趋势;尼龙6、聚四氟乙烯(PTFE)和有机玻璃(PMMA)中的电树枝形态差异巨大,尼龙6中为丛林形,PTFE中为树枝形,PMMA中为层裂形;ns脉冲下击穿通道出现了放电引发的扇形结构。实验数据为尼龙6在ns脉冲下的绝缘应用提供了参考。     

Buck变换器阻尼输入滤波器的设计

介绍了利用Middlebrook’s extra element theorem滤波器设计准则对Buck变换器阻尼L-C输入滤波器进行设计的具体步骤。无阻尼输入滤波器可能使变换器系统不稳定或者振荡。阻尼输入滤波器尽管有多种形式,但是有些并不实用。本文对实用阻尼输入滤波器进行了具体设计。虽然以Buck变换器为基础进行分析设计,对于其他DC-DC变换器同样适用。     

多层高梯度绝缘技术研究

真空中沿面闪络现象是制约真空设备耐压强度的一个重要因素,采用多层高梯度绝缘技术,比传统绝缘结构能显著提高击穿场强。介绍了该技术的研究现状,并从真空沿面闪络的二次电子崩理论入手,分析该结构对闪络过程的影响。同时,从小间隙串联的模型以及对外加电场的影响两方面,解释了多层高梯度绝缘结构可以提高绝缘性能的原因,它与公开的实验现象和结论也比较符合。