全化学溶胶-凝胶方法在Ni金属基带上金属氧化物的制备及其在YBCO覆膜导体制备中的应用研究

今天,基于高性能YBCO覆膜导体技术的第二代高温超导导线正在得到越来越多的重视和研究.尤其是近几年来,采用全化学溶胶-凝胶方法在金属基带上制备YBCO覆膜导体的技术,由于具有成本低、可以精确控制金属组元的配比、可以在复杂形状表面均匀成膜等特点,引起了世界范围内广泛的兴趣和研究.本文主要报道采用全化学溶胶-凝胶工艺在RABiTS Ni双轴织构金属基带和我们新近发展的ISM工艺Ni双轴织构金属基带上织构金属氧化物(CeO2、BaxSr1-xTiO3)的制备及其表征.着重讲述RABiTS工艺和ISM工艺的不同原理以及在这两种金属基带上织构氧化物的形成过程和结构差别.最后,讲述我们在多层氧化物缓冲层制备方面的一些尝试以及在此缓冲层上YBCO超导层的制备及结果.     

基于频域介电谱分析的油纸套管状态评估仿真

采用频域介电谱法对高压油纸套管进行了受潮状态诊断。通过在COMSOL中建立110k V油纸套管模型,求解不同频率下的介质损耗得到其频域介电谱,并分析了套管频域介电谱的差异。     

变压器多参量在线监测集成系统的开发和应用

基于即插即用思想研制了一套变压器多参量综合在线监测系统。该系统能够在统一的软硬件结构下动态添加删除监测对象和监测参量而无需对系统本身进行改动,方便地扩展为多个变电站、多台变压器的综合在线监测网络;能够实时监测变压器中性点局部放电、局部放电超高频信号、油色谱、铁芯接地电流和顶层油温等状态参量。应用该系统对330 kV变压器进行现场连续在线监测,数据显示局部放电和油色谱数据能够同时反映变压器内部局部放电变化,局部放电超高频对单次局部放电监测具有较高灵敏度,铁芯接地电流在正常范围内波动,顶层油温处于正常范围。表明该系统能够及时全面反映运行变压器绝缘状态。     

环氧基片溅射钛副族氧化物薄膜的脉冲真空闪络特性

在绝缘材料表面制备半导电性及高导热系数的涂层可以明显提高材料的沿面闪络性能.采用高真空反应磁控溅射方法,在环氧基片表面溅射TiO2、ZrO2,HfO2薄膜,使用快脉冲真空闪络实验装置(50ns/600ns,前沿和半高宽时间),在真空度5×10-3Pa时,研究了上述三种氧化物薄膜的真空闪络特性.实验发现,TiO2和ZrO2薄膜以无定形态存在,表面颗粒未晶化,而HfO2薄膜已经晶化. TiO2薄膜的闪络电压最高,HfO2薄膜较低.TiO2和HfO2随着溅射时间的增加,镀膜的真空闪络电压有所提高,而ZrO2随着溅射时间的增加,镀膜的真空闪络电压有所下降.结合ANSOFT静电场仿真数据,分析了薄膜的基本特性对闪络后表面电位分布及闪络电压的影响机制.     

温度梯度下电缆绝缘中空间电荷特性的研究现状

系统介绍了国内外温度梯度场下用PEA空间电荷测量方法及温度梯度效应对绝缘内空间电荷的影响,提出了温度梯度场下PEA法测量空间电荷的发展趋势。     

低密度聚乙烯纳米复合材料中空间电荷积聚对试样厚度的依赖性

低密度聚乙烯(LDPE)纳米复合材料的厚度从μm级到cm级不等,差异极大。为此,研究了LDPE纳米复合材料中空间电荷的积聚对其厚度的依赖性。基于已有的LDPE纳米复合材料,采用电声脉冲(PEA)法测量了不同厚度的无掺杂LDPE及掺杂有纳米填料的LDPE纳米复合材料在50kV/mm电场强度下的电荷积聚特性。发现无掺杂LDPE中电荷积聚不随试样厚度发生明显变化;而LDPE纳米复合材料中电荷积聚对试样厚度有明显的依赖性:试样厚度越厚,异极性电荷的抑制效果越好。根据以上实验现象,以双极子模型为基础、结合陷阱势能理论进行仿真,探讨了无掺杂LDPE中异极性电荷的形成机理,指出纳米填料不仅作为陷阱中心而且作为复合中心直接影响着试样中空间电荷的积聚特性,2种材料不同的厚度依赖性是由于复合作用的强度不同而造成的。     

纳米粒子改性聚乙烯直流电缆绝缘材料研究(Ⅱ)

在电缆聚乙烯材料中添加一种新型纳米粒子可以有效改善材料中的空间电荷积聚,提高其直流击穿强度和体积电阻率。为深入了解此纳米粒子作用机理,基于电声脉冲法(PEA)和充电-放电电流法,分别测量了在不同温度下、不同纳米含量时聚乙烯纳米复合材料的极化/去极化特性。用PEA方法得到不同温度下材料的平均电荷体密度、视在迁移率和陷阱深度,结果表明,20～40°C下,纯聚乙烯及聚乙烯纳米复合材料试样内的陷阱以浅陷阱分布为主;80°C下,当聚乙烯中纳米粒子质量分数>3%时,会增加复合材料陷阱深度。用充电-放电电流法计算得到材料的迁移率,可知在20～60°C内,不同试样迁移率的变化主要由纳米粒子和温度共同作用产生,而在60～80°C内,迁移率的变化则是温度起主要作用。分析认为,电荷输运受到陷阱与温度的影响是导致电阻率变化的主要原因,而在温度梯度场下,聚乙烯纳米复合材料电阻率的正温度系数趋势是抑制材料内空间电荷积聚的主要原因。     

基于脉冲电声法的同轴塑料电缆空间电荷测量技术的研究进展

空间电荷现象严重制约着高压直流塑料电缆的发展。目前,脉冲电声法（pulse electric acoustic,PEA）是国际上常用的测量固体电介质中空间电荷分布的非破坏性的方法之一。首先从高压脉冲的注入方式出发,简述了几种基于PEA法的同轴塑料电缆空间电荷测量技术;同时,提出了一种基于高压脉冲从测量电极注入电缆试样的改进测量装置,在该装置中通过蓄电池、环氧底座以及光电转换器等将采集数据的示波器进行对地隔离,从而提高了测量系统测量信号的频带宽度;然后,介绍了同轴塑料电缆空间电荷波形的恢复方法;最后,概述了空间电荷测量技术在评估电力电缆老化程度中的应用和未来在线测量空间电荷的可行性及发展方向。     

带分压屏套管雷电波冲击试验波形仿真分析

针对分压屏接线及杂散阻抗及容抗会使套管雷电波型式试验响应波形产生畸变的问题,通过测量套管电容值及分析电压波形的频谱信息,利用短时傅里叶变化对特定时间段的频谱信息进行分析,判断试验过程中套管是否发生层间击穿现象。结果表明:杂散阻抗会使分压屏两端电压波形在雷电波型式试验中产生畸变,利用短时傅里叶分析处理分压屏电压在不同时段内的频谱可以判断套管有无发生击穿现象,且击穿层数与频谱极值和幅值变化量有定量关系,在击穿层数较小时该方法相比电容值测量更加准确。     

温度梯度下XLPE同轴和平板结构试样空间电荷行为对比性研究

直流电场下,电缆绝缘中的温度梯度效应导致绝缘材料空间电荷行为复杂,影响电缆系统长期运行的可靠性.目前,温度梯度下电缆绝缘空间电荷特性的研究多集中于平板结构的切片试样,但平板结构切片试样的空间电荷测量能否反映真实电缆绝缘中的空间电荷特性尚缺乏有力证明.该研究测量并分析了温度梯度场下2种不同结构(同轴结构、平板结构)10 kV交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)试样的空间电荷演变特性以及电场分布行为,基于去压状态下的空间电荷行为,计算了XLPE同轴电缆和切片试样的载流子迁移率以及陷阱深度分布,并对2种结构XLPE试样的空间电荷行为和电荷特性参数进行了对比性研究.该研究结果表明同轴结构和温度梯度效应均会加剧XLPE电缆外半导电层附近的空间电荷积聚,除了结构因素的影响,温度梯度场下XLPE同轴电缆和平板切片试样的空间电荷演变规律以及电荷特性参数均呈现出等效规律.