微波放电对脱硫活性焦循环再生的影响

在微波反应器中利用微波诱导脱硫活性焦放电再生,研究微波放电对脱硫活性焦再生产物及循环再生性能的影响。实验结果表明随着平均放电强度的增加,再生释放CO的量增大,SO_2的得率减小,质量损失增大;再生后活性焦的孔隙结构被破坏,吸附SO_2的活性位增多,含氧官能团减小,碱性增强。再生后1117cm~(-1)处出现含硫S—C—O吸收振动峰,1053cm-1处出现很强的—S=O吸收振动峰,400W强放电再生后比表面积降到原样的20%,SO_2的吸附容量降到原样的64%,活性焦表面化学性质对SO_2吸附容量的影响更大;放电再生产生等离子体可能会与脱附的SO_2分子高速碰撞,使SO_2分子由基态变为激发态,促进C—SO_2的还原反应。微波放电再生产物是S、CO、CO_2和含硫化合物。     

变压器油纸绝缘沿面放电缺陷发展特征及阶段识别方法

沿面放电是变压器油纸绝缘最常见的一种局部放电形式。采用恒压法对油纸绝缘沿面放电缺陷进行长期加压试验,通过分析沿面放电过程中的放电特征量、放电图谱以及扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)微观特征,提出沿面放电阶段可划分为3个典型阶段:放电起始阶段(S1)、放电发展阶段(S2)以及放电预击穿阶段(S3)。S1阶段放电相位主要分布于30?~90?和210?~270?,放电量不超过100 p C;S2阶段相位主要分布于0?~160?和180?~330?,放电量达到3000 p C;S3阶段放电相位几乎覆盖满第二、四象限,放电分布在0?~360?区间,放电量略微增大至3500 p C。微观形貌结果表明,随着放电程度加深,绝缘纸板纤维逐渐被打断、聚合,纤维排列杂乱化加剧,纸板表面碳化带向电极外侧延伸,同时宽度变大。在沿面放电的发展过程中,Hn(φ)图谱的偏斜度ks(10)(ks-)以及陡峭度uk(10)(uk-)的变化呈不规则的"U"型结构,峰值数peaksn(10)(peaksn-)随着放电程度加深逐渐增大。通过采用带特征选择的遗传优化支持向量机算法,对不同放电发展阶段的27维PRPD统计特征量进行了识别,结果表明该算法可以对沿面放电阶段进行准确识别,并且较模糊k近邻分类器和人工神经网络具有更高的识别率。     

交直流复合电压下油纸绝缘针板缺陷的预击穿阶段局部放电特性

交直流复合电压下油纸绝缘针板缺陷局部放电分散性大、随机性强,绝缘预击穿阶段产生的大量气泡进一步增加了局部放电特性的复杂性。因此,文中利用脉冲电流法对交直流复合电压下油纸绝缘针板缺陷预击穿过程中局部放电参数随时间的变化规律和放电随机性的具体表现进行了实验研究。平均放电幅值和平均周期放电次数总体上随加压时间的增加而减小。但各组试验的变化规律并不相同,大致可以分为波动型变化和单调型变化两类。两类预击穿特性的不同主要与放电过程中气泡在纸板表面的聚集有关。从等效时频谱图看,大部分放电随着预击穿的发展向拱顶区域集中。拱顶对应的等效时间为1 300~1 600 ns,等效频率为7.5~10 MHz。等效时频谱图在预击穿末期可能呈现半拱形或全拱形两种不同的形状。     

大气压介质阻挡放电三种模式的电学特征

为了解大气压介质阻挡放电3种放电模式(丝状放电、辉光放电、伪辉光放电)的电学特征,利用10~50KHZ0、~20 KV电源在平板电极结构上实现3种放电模式,并通过放电图片、电压电流曲线、电压-电荷李萨如图形对各放电模式进行诊断和电学特征阐述。试验证实3种放电模式确实存在且可在一定条件下相互转化。     

激光差动共焦反射式超大曲率半径测量系统研制

针对球面超大曲率半径测量中存在的测量精度低、抗环境干扰能力差的难题,研制了一套激光差动共焦反射式超大曲率半径测量系统。该系统采用反射式测量光路,利用差动共焦响应曲线对被测件的猫眼和反射位置进行高精度定位,并用测长干涉仪记录位置信息,最后结合物镜顶焦距解算出超大曲率半径值。理论分析与实验表明,该系统定焦精度高,测量范围大,抗环境干扰能力强,相对测量误差优于2×10~(-4),-15 m超大曲率半径测量结果的重复性可达1.2×10~(-4),实现了超大曲率半径的高精度测量。     

强电离放电等离子体在应急净化饮用水中的应用

为解决常规等离子体水处理技术中存在的处理时间长、处理量有限等问题,促进等离子体技术在饮用水应急净化领域的应用,研究了基于微流注与微辉光的强电离放电快速水处理技术。实验利用大气压强电离放电协同水力空化技术,在水中产生高浓度活性氧自由基,进行水中大肠杆菌的杀灭剂效、时效关系研究,同时研究了不同水质水源水的灭菌效果和水质改善情况。结果表明,当强电离放电功率为120~130 W、空化进气体积流量为0.1 L/min时,可100%杀灭水中l04~106 mL~(–1)的大肠杆菌,消耗的活性氧自由基体积质量为0.5~0.7 mg/L,灭菌时间仅需3~10 s;当放电功率为140~160 W、活性氧自由基体积质量为0.8~1.2 mg/L时,处理水库水源水中的微生物指标低于国家《生活饮用水卫生标准》限值,水体色度降至15度以下,水中有机物含量(UV254)去除率达68%~76%,且未检出甲醛等氧化消毒副产物,处理结果符合应急情况下饮用水的消毒净化要求。此外,强电离放电等离子体可在水中高效生成体积质量8 mg/L的活性氧自由基,能满足大流量水体的快速消毒净化需求。上述研究结果可为放电等离子体在饮用水应急消毒、医疗废水净化处理等领域的应用研究提供重要基础。     

用于GIS局部放电的树状分形超宽带天线

为检测气体绝缘开关设备(GIS)局部放电的超高频(UHF)信号,基于分形技术设计了一种超宽带小型天线。对天线的几何参数进行了优化仿真。该天线的回波损耗(S11)小于10 dB带宽为0.5~1.5 GHz(相对带宽为100%),在频带内方向性良好,能够实现全向辐射;天线具有较高增益,在0.5~1 GHz频带内方向图主瓣增益为2~4 dB;天线尺寸较小,实际尺寸为200、160、1.6 mm。搭建了模拟局部放电的实验平台,对研制的天线进行测试,结果表明,基于树状分形超宽带天线的UHF局放检测系统抗干扰能力强,可用于GIS现场局部放电检测。     

声电波检测仪在10kV开关柜局放检测中的应用

介绍声电波检测仪带电检测10kV开关柜局部放电的方法,并对试验数据进行分析研究。结果表明,该方法抗干扰能力强、稳定性好,满足10kV高压开关柜局部放电带电检测的要求。     

电弧对GIS终端绝缘硅油介电性能及起始放电的影响

电弧不仅损害绝缘硅油的介电性能,还会引起硅油局部温度的升高。探究电弧对硅油性能的影响具有十分重要意义,为此采用针板电极,系统研究了局部电弧对硅油介电性能和起始放电特性的影响规律。试验结果表明,油中持续的局部电弧放电,导致硅油长链分子断链重组,产生黑色油泥,硅油从无色逐渐变成棕色,直至变成黑褐色,黑色油泥随着电弧放电量的增加而增多;油泥生成后硅油的介电性能显著降低,表现为击穿电压和起始放电电压下降;电弧放电会增加硅油介质损耗角正切,体积电阻率,电弧放电量增加到1.98×10~(10) pC,介质损耗因数角tanδ从0.002%增加到1.3%,体积电阻率ρ从1.25×10~(13)?·m下降到7.8×10~(10)?·m,击穿电压从45.8 kV下降到16 kV,起始放电电压从24 kV下降到10 kV。     

频变电应力下高频电力变压器绝缘沿面放电形态及发展过程

沿面放电是导致绝缘失效的主要原因之一。为研究高频电力变压器绝缘在频变电应力下的沿面放电形态及发展过程,搭建了高频沿面放电实验平台。首先在10~40 k Hz正弦电压下,测试了不同频率下的沿面放电起始、闪络电压及沿面寿命,然后采用恒压法开展沿面放电实验,记录了放电起始、发展至闪络的整个过程,获得了不同阶段的放电特征参量和放电相位谱图,并结合二次电子发射雪崩模型和陷阱理论,对沿面放电的发展演化过程进行了分析。实验及分析结果表明,电压频率的升高会导致沿面闪络电压的降低和沿面寿命的缩短;高频下聚酰亚胺的沿面放电形态为直线型,在放电的不同阶段,放电幅值、次数、相位谱图及其统计量均呈现出特定的变化规律,可作为沿面放电发展程度的评估指标;绝缘表面电荷分布和陷阱参数对沿面放电特性有重要影响,是进一步揭示沿面闪络机理的关键。     

磁开关

一、前言自六十年代以来,脉冲功率技术取得了重要的进展。他们中的大多数都是在单脉冲或低重复率状态下运行的~[1]。随着科学技术的发展,许多新的应用前景,如激光同位素分离、材料表面改性、酸雨处理、食物消毒等等,正期待着脉冲功率技术能够迅速提供出高重复率和长寿命的脉冲功率装置。对于这种脉冲功率大于10~(10)W,重复率大于1kH_z、寿命大于10~9次放电的     

基于气压及间距变化的微间距放电特性分析*

微间距放电特性是影响设备微型化发展的重要因素之一,为深入探究微间距放电在不同环境下的特性,搭建试验平台,进行了微间距不同气压气体放电及沿聚酰亚胺薄膜(PI)表面放电试验。在1~100 kPa气体放电试验中,发现电极间距大于10 μm时的击穿电压随气压的走势与间距小于10 μm时的走势存在较大差异,主要原因是电极间距小于10 μm时,击穿过程受到离子增强场致发射效应影响。间距大于10 μm时,击穿电压随气压变化的敏感度与电极间距成正相关;而间距小于10 μm时,由于碰撞电离程度较低,其敏感度显著降低,且随着气压的升高而下降。大气压下对比纯气隙与沿PI表面放电,电极间引入PI薄膜后,击穿电压有了一定的降低,相较于纯气隙放电,沿面击穿电压对电极间距的敏感度更低。     

低压线路接触不良放电的试验研究

为了研究220V低压线路接触不良放电的一般规律,系统的开展了低压线路接触不良放电的模拟试验。在大量试验的基础上,总结了低压线路接触不良放电的一般规律:相线和中性线接触不良放电时相线电压波形存在相同的放电多发区域,该区域的放电次数均达到最大放电次数的70%,相位区间分别为0°~20°、40°~80°、100°~140°、160°~200°、220°~260°、280°~320°、340°~360°。该相位分布规律不随接触类型、间隙大小、负荷类型和负荷大小的改变而出现偏移或缺失;在电流增大到一定值,接触不良放电的平均放电量随不良接触面积和间隙的增大而线性增大且值均大于25pC;最后由ANSYS仿真结果分析了低压接触不良放电影响因素的放电机理。     

高空低气压、低温环境下的电晕放电模拟试验系统

为研究高空低气压、低温环境下的电晕放电特性,研制了由气压泵、气压计、温控箱、密闭气罐、高压静电源、动态电位测试仪等组成的低气压、低温环境电晕放电模拟试验系统。该系统可实现10-2 Pa~100 k Pa范围内的气压调节和-60~20℃范围内的温度调节,满足试验所需的气压和温度要求。并利用此系统进行了不同气压下的电晕放电试验,初步得到了电流波形随气压的变化规律。试验结果表明:在10~100 k Pa气压范围内,当温度、湿度等其他环境因素基本不变时,随着气压的降低,电晕放电电流脉冲上升沿及放电形成所需要的时间增加,而放电电流脉冲下降沿和持续时间基本不变,分别约为320 ns和600 ns。     

长间隙正极性放电流注-先导发展3维物理仿真研究

利用长间隙放电3维仿真模型对实际的放电现象进行机理分析、放电特性预测与绝缘设计评价具有指导意义。因此在流注-先导系统起始和动态发展的物理机制基础上,分析了初始电晕起始与流注发展的基本物理过程,推导了基于模拟电荷法与电位畸变法的流注空间电荷增量对电位畸变贡献的计算方法,建立了基于热电离理论的流注-先导转化模型,并利用电介质击穿模型(DBM)模型将2维模型外延至3维空间,从而完成了对长间隙放电正极性流注-先导发展全过程的3维仿真模型构建。利用该模型进行仿真获得的先导平均轴向速度为1.58~1.62cm/μs,空间电荷电位畸变系数KQ的平均值介于3.8×10-11~4.4×10-11 C/(V m)之间,并得到了不同间隙长度下击穿电压与先导发展过程等的变化规律,与长间隙放电试验综合同步观测平台在平均轴向速度、末跃高度等方面所获得的试验数据较为符合,证明了模型在3 m棒-板间隙下模拟正极性流注-先导发展方面的适用性。     

温-频耦合效应对高频固态变压器绝缘局部放电特性的影响

高频固态变压器的强温-频耦合效应会导致其绝缘过早失效,而局部放电是其失效的主要原因之一。为研究温度和频率交互作用对高频绝缘系统局部放电特性的影响,建立了电-热联合实验平台,模拟了固态变压器聚酰亚胺绝缘在30~160℃四个温度点和10~50k Hz五个频率点下的局部放电情况,阐明了典型局放特征参量随温度和频率的变化规律,并分析了其作用机理。实验结果表明,随着温度升高,最大放电幅值、放电次数和平均放电幅值都呈上升趋势,而频率则与这些特征量呈负相关,放电起始电压基本不随频率而改变。频变导致的空间电荷累积效应对局放特征变化起主导作用,频率-温度的协同作用改变了绝缘电导率以及电极-绝缘系统的切向电场分量,对局部放电发展具有显著影响。     

电液压清砂技术

1.原理电液压清砂的基本工作原理是电水锤效应。即利用高压脉冲发生器通过置于水中的特殊电极进行极间放电。这种放电必须具备高电压、大的电流幅度、极陡的脉冲前沿、短的波尾等条件。放电时,通过水中的电流密度瞬间可高达10~4～10~6A/mm~2,由于起始阶段的截面很小,能量极度集中,水瞬间气化温度高达数万摄氏度,电能迅速转化为机械能,以1.5～2.0×10~5cm/s超声速度产生强大冲击波,以幅射方式向外扩张并作用于铸件上,在水极大的分子弹力作用下,形成“空蚀”现象,迅速回填,     

滑闪火花模拟长空气间隙的放电

1.前言在操作波下进行间隙大于10米的长火花放电的试验研究,需要特大的实验室和功率很大的电源。如迄今的研究所知,间隙大于1米的空气放电由两部分组成,一部分是发亮的强电流放电通道,有下降的伏安特性,即先导;另一部分是通道头部呈微亮的流注区。先导中电流密度很大,有热游离。放电需要的总电压是先导电压和流注区电压之和。随着放电的发展,先     

组合空气间隙放电路径选择性试验

为了研究空气间隙放电路径发展的分散性和随机性,分别对棒–棒间隙、棒–双棒组合间隙击穿特性,放电路径选择特性及放电路径发展随机特性开展研究。试验中考虑了下棒电极头部形状和下棒电极布置方式的影响,并通过静电场仿真计算分析间隙电场不均匀系数对50%放电电压的影响,以及下棒电极头部周围静电场强度对放电路径选择特性的影响;同时采用图像处理技术计算了电极表面放电初始发展角θ,以表征高压棒电极表面放电发展随机特性。试验和仿真结果表明:间隙距离为0.4~1.2 m时,间隙电场不均匀系数越大,间隙50%放电电压越低。间隙距离相同情况下,下棒电极头部曲率越大,头部周围场强越大,越容易产生迎面流注,则被击中的概率越大;间隙距离对放电路径选择性有影响,下棒电极头部形状相同的情况下,间隙距离越小,该间隙下棒电极头部周围电场强度越大,越容易产生上行流注,则被击中的概率越大。空气间隙距离增大会减少下棒电极对高压棒电极放电初始发展方向的约束力,高压棒电极头部表面下行流注的发展方向随机性增强。     

低气压He/N_2混合气体的辉光放电数值模拟

针对低气压下含有少量氮气杂质(体积分数为10~(–6)~10~(–4))的氦气辉光放电特性进行研究,通过建立相应的二维流体模型,利用COMSOL有限元法数值求解了基本物理方程,得到了放电气隙击穿电压以及内部物理参量的空间分布,分析讨论了氮气杂质的含量对低气压下氦气辉光放电的影响。研究结果表明:随着杂质含量的升高,由于氮分子和氦亚稳态原子的彭宁电离过程降低了击穿电压,因此气隙维持电压降低,回路电流升高。并且由于彭宁电离为放电提供了较多电子,导致电子数密度升高、电场强度降低、电子温度降低。