電氣工程

王金鋒，李彥雄，劉志民，等

電氣工程

溫度對聚乙烯水樹枝老化特性的影響

王金鋒，李彥雄，劉志民，等

目的：溫度對聚合物水樹枝老化特性影響及作用機(jī)理的研究工作相對較少，且得到的結(jié)論不統(tǒng)一。試驗條件的不同會導(dǎo)致試驗出現(xiàn)不同的結(jié)果，所以本文采用IEC標(biāo)準(zhǔn)研究不同溫度下聚乙烯中水樹枝的老化特性。方法：本文選用低密度聚乙烯、過氧化物交聯(lián)聚乙烯作為試驗材料。在室溫（20℃）、40℃、60℃、80℃ 4個溫度下，采用水針電極法培養(yǎng)水樹枝，用金相顯微鏡觀測水樹枝形態(tài)，并統(tǒng)計水樹枝尺寸和引發(fā)率。本文還測定了四個溫度下材料的力學(xué)拉伸性能，結(jié)合水樹枝的引發(fā)生長機(jī)理，對不同溫度下水樹枝的老化特性進(jìn)行了討論和分析。同時對兩種材料進(jìn)行了結(jié)晶度測定和結(jié)晶形態(tài)觀測，結(jié)合結(jié)晶形態(tài)對水樹枝老化特性的影響，分析了XLPE抗水樹枝化性能優(yōu)于LDPE的原因。研究表明，電致伸縮力和材料微孔中水分的膨脹力會導(dǎo)致材料發(fā)生老化，是影響材料水樹枝性能的重要因素。結(jié)果：水樹枝老化實驗發(fā)現(xiàn)，溫度對PE水樹枝老化特性影響顯著。隨溫度的升高，水樹枝的引發(fā)率先減小后增大，水樹枝的尺寸總體呈現(xiàn)增大的趨勢；LDPE和XLPE的實驗得到類似的結(jié)果，但XLPE的抗水樹枝化性能優(yōu)于LDPE。力學(xué)拉伸實驗發(fā)現(xiàn)，隨溫度的升高，兩種材料的彈性模量、拉伸強(qiáng)度、拉伸斷裂應(yīng)力和拉伸屈服應(yīng)力大幅下降。結(jié)晶度測定和結(jié)晶形態(tài)觀測的結(jié)果表明，XLPE的晶塊小而密，LDPE的晶塊大而疏。結(jié)論：（1）基于不同溫度下 PE的力學(xué)拉伸性能分析，隨溫度的升高，材料分子鏈的運動加劇，機(jī)械性能下降。隨溫度的升高，材料內(nèi)部氣隙中的水分被加熱汽化膨脹，在橢球形的氣隙中產(chǎn)生較大壓力，并對長軸方向的介質(zhì)施加壓力、對短軸方向的介質(zhì)施加張力；同時交變電場驅(qū)使極性電解液對介質(zhì)產(chǎn)生電致伸縮力，電致伸縮力使材料產(chǎn)生機(jī)械疲勞，使材料的機(jī)械強(qiáng)度下降。當(dāng)材料的機(jī)械強(qiáng)度不能抵御汽化膨脹力和電致伸縮力二力的合力時，材料產(chǎn)生明顯紋狀弱區(qū)。水分反復(fù)遷移、膨脹和擠壓介質(zhì)，使材料紋狀弱區(qū)沿電場方向不斷發(fā)展。溫度越高，材料本身機(jī)械性能的下降和微孔中水分的加速汽化均導(dǎo)致該紋狀弱區(qū)愈加顯著，水樹枝引發(fā)和發(fā)展更加容易。通過分析可知，材料的機(jī)械變形是水樹枝的引發(fā)和發(fā)展的主要原因之一。采用高韌性不易開裂材料應(yīng)該能提高材料的抗水樹枝老化性能。（2）PE晶區(qū)密度（約1.00 g/cm3）高于無定形區(qū)（0.85 g/cm3），無定形區(qū)的微孔數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于晶區(qū)。PE是半結(jié)晶聚合物，其結(jié)晶過程本身也是一個純化過程。結(jié)晶的排渣作用導(dǎo)致微孔和雜質(zhì)在晶塊表面聚集。當(dāng)晶塊尺寸大、數(shù)量少時，晶界附近會聚集大量的微孔和雜質(zhì)。雜質(zhì)聚集導(dǎo)致材料中電場畸變，從而容易引發(fā)水樹枝，大量聚集的微孔也容易成為水樹枝生長的通道。晶塊尺寸大、數(shù)量少時，晶塊表面的微孔和雜質(zhì)相對集中，有利于水樹枝的引發(fā)和生長；而當(dāng)試樣的晶塊尺寸小、數(shù)量多時，晶塊表面的微孔和雜質(zhì)相對分散，不利于水樹枝的引發(fā)和生長。研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)晶塊的尺寸大數(shù)量少時，水樹枝的生長速度較快；當(dāng)晶塊的尺寸小數(shù)量多時，水樹枝的生長速度較慢。交聯(lián)鍵會限制PE中大晶塊的形成，促使材料形成小而密的晶塊，結(jié)晶形態(tài)觀測結(jié)果也證明了這一點。XLPE電力電纜持續(xù)工作溫度為 80～90℃，也就是說在80℃及以下溫度晶塊并未融化。水樹枝是由一連串沿電場方向排列的充滿水的微孔相互連通形成。在潮濕環(huán)境下，由于水分的滲透、凝結(jié)作用，材料中的微孔會充滿水分。電場力和機(jī)械殘余應(yīng)力迫使材料機(jī)械疲勞而形成有利于水分沿電場方向遷移的紋狀弱區(qū)，水樹枝易于沿該弱區(qū)引發(fā)并持續(xù)發(fā)展。材料的力學(xué)性能測試顯示，XLPE的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、拉伸斷裂應(yīng)力和拉伸屈服應(yīng)力等機(jī)械性能明顯優(yōu)于LDPE，表明在汽化膨脹力和電致伸縮力相同的情況下，XLPE較LDPE不容易產(chǎn)生紋狀弱區(qū)，因此XLPE中水樹枝的引發(fā)和生長也較LDPE困難。綜上所述，小而密的晶塊結(jié)構(gòu)和較好的力學(xué)拉伸性能是XLPE抗水樹性能優(yōu)于LDPE的主要原因。

來源出版物：高電壓技術(shù), 2012, 38(1): 181-187

入選年份：2015

向無源網(wǎng)絡(luò)供電的模塊化多電平換流器型高壓直流輸電系統(tǒng)控制器設(shè)計

王衛(wèi)安，桂衛(wèi)華，馬雅青，等

摘要：向無源網(wǎng)絡(luò)供電的 VSC-HVDC系統(tǒng)是一個研究熱點，但都只是針對2 dB／3 dB拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)VSC進(jìn)行研究，對MMC這種新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的VSC-HVDC卻沒有相關(guān)文獻(xiàn)報。模塊化多電平換流器型高壓直流輸電（MMC-HVDC）系統(tǒng)向無源網(wǎng)絡(luò)供電是MMC-HVDC技術(shù)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，因此有必要對向無源網(wǎng)絡(luò)供電的MMC-HVDC系統(tǒng)的控制器進(jìn)行設(shè)計，為此，基于MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，推導(dǎo)了MMC數(shù)學(xué)模型，并由此設(shè)計了整流側(cè)和無源網(wǎng)絡(luò)側(cè)的控制器，仿真結(jié)果驗證了所設(shè)計控制器的正確性，且表明MMC-HVDC系統(tǒng)向無源網(wǎng)絡(luò)供電是一種比較理想的輸配電方式。本文做了如下 4個典型的暫態(tài)擾動試驗：無源網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷變化時的擾動試驗；整流站無功功率指令值變化時的擾動試驗；無源網(wǎng)絡(luò)交流母線電壓指令值變化時的擾動試驗；無源側(cè)交流系統(tǒng)頻率變化時的擾動試驗。在0.5 s時，得到的暫態(tài)響應(yīng)特性曲線，可以看到：無源網(wǎng)絡(luò)投入負(fù)荷后，系統(tǒng)傳輸?shù)挠泄β试黾樱虼藘啥藫Q流站直流電壓差值增大，而無功功率不變；兩端換流器閥側(cè)交流電壓受負(fù)荷變化的影響很小，幅值基本維持不變。綜合仿真結(jié)果可知：（1）所設(shè)計的控制器具有很快的響應(yīng)速度和控制穩(wěn)定性，在不同的運行工況下，各個被控量都具有很高的穩(wěn)態(tài)控制精度。（2）整流站控制器能夠?qū)崿F(xiàn)有功功率和無功功率的獨立控制，其無功功率指令的階躍變化對無源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)幾乎沒有影響。（3）定交流電壓控制器具有很好的控制無源網(wǎng)絡(luò)交流母線電壓的性能，從而提高了無源網(wǎng)絡(luò)交流母線電壓的穩(wěn)定性。（4）本文所改進(jìn)的鎖相環(huán)電路能精確地檢測無源網(wǎng)側(cè)交流頻率的變化，并與之同步；無源側(cè)交流系統(tǒng)頻率變化不會引起無源側(cè)交流母線電壓幅值的波動，這些使得MMC-HVDC系統(tǒng)很適合向頻率不穩(wěn)定的無源網(wǎng)絡(luò)供電。5）無源側(cè)各種擾動對整流側(cè)交流母線電壓影響很小，從而提高了有源交流系統(tǒng)電網(wǎng)電壓電能質(zhì)量。

來源出版物：高電壓技術(shù), 2012, 38(3): 751-761

入選年份：2015

MgO/LDPE納米復(fù)合材料制備及其空間電荷特性

徐明忠，趙洪，吉超，等

摘要：目的：為降低低密度聚乙烯的空間電荷積累，在自制納米 MgO粉體的基礎(chǔ)上，采用熔融共混法，制備氧化鎂／低密度聚乙烯（MgO/LDPE）納米復(fù)合材料，并研究其空間電荷特性。方法：自制納米 MgO粉體，將其與LDPE混合，制備MgO/LDPE納米復(fù)合材料。通過掃描電鏡（SEM）觀察納米MgO復(fù)合材料中的納米MgO粒徑大小和分散情況，采用差熱掃描量熱法（DSC）確定不同納米 MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合材料的結(jié)晶度，采用電聲脈沖法（PEA）測量不同納米 MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合材料的空間電荷分布，測量不同納米 MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合材料的拉伸性能。結(jié)果：SEM測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)復(fù)合材料中納米MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%和3%時，MgO分散均勻，幾乎沒有團(tuán)聚，平均粒徑約為50 nm。DSC測試發(fā)現(xiàn)，MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的復(fù)合材料的結(jié)晶性能最好，復(fù)合材料的結(jié)晶度隨著納米 MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加出現(xiàn)先增大后減小的趨勢，并都高于純LDPE的結(jié)晶度。PEA測試分析發(fā)現(xiàn)，MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%和3%的復(fù)合材料注入的電荷量要明顯低于MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的復(fù)合材料的空間電荷量，MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時，空間電荷得到較好的抑制。試驗結(jié)果：在40 kV/mm場強(qiáng)下加壓10 min，由于純LDPE注入了較多的同極性空間電荷，試樣內(nèi)部場強(qiáng)發(fā)生較大畸變，加入納米MgO粒子的復(fù)合材料，對空間電荷有明顯的抑制作用，納米 MgO粒子有效地改善了試樣內(nèi)部的場強(qiáng)分布。隨著MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，納米復(fù)合材料的彈性模量和拉伸強(qiáng)度在 MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%和2%時增加，而后隨著MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加略有降低，在 MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時彈性模量達(dá)到最大值135.14 N/mm2，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值11.53 N/mm2，彈性模量和拉伸強(qiáng)度均高于純 LDPE。結(jié)論：（1）自制了具有空間電荷抑制效應(yīng)的納米 MgO粉體，并采用熔融共混法，成功制備了 MgO粒徑為50 nm且分散均勻的MgO/LDPE納米復(fù)合材料。（2）當(dāng)MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時，復(fù)合材料的結(jié)晶度最高，為60.9%，當(dāng)MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增大時，結(jié)晶度略有下降，但是不同 MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合材料的結(jié)晶度均高于純LDPE。（3）納米MgO復(fù)合材料可以有效地抑制電荷的注入和其在材料內(nèi)部的遷移，降低材料內(nèi)部的空間電荷量，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時，空間電荷抑制效果良好。（4）MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時，復(fù)合材料的彈性模量和拉伸強(qiáng)度最高，當(dāng)MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增大時，彈性模量和拉伸強(qiáng)度略有下降，但是不同 MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合材料的彈性模量和拉伸強(qiáng)度均高于純LDPE。

來源出版物：高電壓技術(shù), 2012, 38(3): 684-690

入選年份：2015

直流配電網(wǎng)研究現(xiàn)狀與展望

江道灼，鄭歡

摘要：目的：目前采用的交流配電網(wǎng)最大優(yōu)勢在于電壓變換十分容易，其在線路保護(hù)方面亦比直流系統(tǒng)成熟得多，但面臨適應(yīng)分布式新能源（電源）接入、負(fù)荷與用電需求多樣化、潮流均衡協(xié)調(diào)控制復(fù)雜化，以及線路損耗大、供電走廊緊張、電能質(zhì)量及其供應(yīng)穩(wěn)定性、高效性、經(jīng)濟(jì)性等等一系列挑戰(zhàn)，迫切需要改變現(xiàn)有的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)和配（供）電方式。相較交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)具有供電容量大、線路損耗小、電能質(zhì)量好、無需無功補(bǔ)償，以及適于各類電源及負(fù)載接入等優(yōu)點。目前國內(nèi)外對于直流配電網(wǎng)的研究剛剛起步，大量理論與技術(shù)問題還有待深入研究、解決。本文分析直流配電（相對交流配電）的特點、優(yōu)勢及其實用意義和應(yīng)用前景，提出直流配電網(wǎng)的整體概念及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對直流配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計、調(diào)度控制、繼電保護(hù)與關(guān)鍵設(shè)備的研究情況進(jìn)行了總結(jié)。方法：首先，從直流配電網(wǎng)的供電容量（供電半徑）、電能質(zhì)量、線路損耗、能量傳輸效率、供電可靠性、節(jié)能降耗及直流配電到戶的可行性，以及清潔能源、儲能電站、電動汽車的便捷接入等七個方面論述直流配電（相對交流配電）的特點和優(yōu)勢；其次，從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、電能流向及與多端直流輸電的對比3個方面分析直流配電網(wǎng)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其特點與優(yōu)勢，并對直流配電網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計（接地方式、電壓等級選擇、儲能設(shè)備優(yōu)化布點及容量配置等）、調(diào)度與控制（調(diào)度方案與協(xié)調(diào)控制策略）、安全運行與保護(hù)、關(guān)鍵設(shè)備研制等方面的研究情況進(jìn)行總結(jié)；最后，指出了直流配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度、故障診斷與定位、直流斷路器等尚需深入研究的問題。結(jié)果：國外研究資料表明，與交流配電網(wǎng)相比，直流配電網(wǎng)在輸送容量、可控性以及提高供電質(zhì)量等方面具有更好的性能。在線路建造費用及占用走廊寬度相同情況下，直流線路的傳輸功率約為交流線路的1.5倍；當(dāng)直流系統(tǒng)線電壓為交流系統(tǒng)兩倍時，直流配網(wǎng)的線損僅為交流配網(wǎng)的15%～50%；直流配電網(wǎng)中儲能電池的廣泛配置可有效解決電壓閃變等電能質(zhì)量問題，且直流配電網(wǎng)中的VSC變流器可以起到STATCOM的作用，以改善交流母線乃至用戶側(cè)電壓穩(wěn)定性；直流配電網(wǎng)更便于清潔能源、儲能電站、電動汽車、儲能裝置的接入，眾多辦公與家用電器設(shè)備采用直流供電實際上更為方便、節(jié)能；在能量傳輸效率方面，盡管直流配電網(wǎng)中的變流器等的效率不如交流變壓器高，但直流配電線路的損耗遠(yuǎn)低于交流配電線路，因此從總體傳輸效率看二者相差并不大，而隨著電力電子技術(shù)與器件的不斷發(fā)展，變流器的通態(tài)損耗與開關(guān)損耗將不斷降低，因此直流配電網(wǎng)的總體傳輸效率仍存在上升的空間。目前，直流配電網(wǎng)的各方面技術(shù)尚不成熟，需要進(jìn)一步深入研究。在規(guī)劃設(shè)計方面，接地方式和電壓等級的具體選擇方法至今尚沒有定論，直流配電網(wǎng)領(lǐng)域的研究亦尚未涉及儲能設(shè)備的優(yōu)化布點及容量配置；調(diào)度控制方面，目前的直流配電網(wǎng)研究更傾向于與柔性多端直流輸電系統(tǒng)采用相似的協(xié)調(diào)控制策略；安全運行與保護(hù)方面，直流配電網(wǎng)的保護(hù)方案尚不成熟，準(zhǔn)確的故障定位仍然是直流配電網(wǎng)研究的重點和難點之一；關(guān)鍵設(shè)備方面，中高壓直流變壓器、斷路器等的工程應(yīng)用仍然存在困難，VSC變流器、直流電纜等仍需進(jìn)一步深入研究與工程優(yōu)化設(shè)計，此外應(yīng)開展適用于直流配網(wǎng)的用戶級系列接口設(shè)備（直流開關(guān)、直流插頭和插座等）的研發(fā)。結(jié)論：相較交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)具有諸多優(yōu)點，因此兼具可靠性、安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性的直流配電網(wǎng)具有巨大的市場潛力和研究價值。目前，直流配電網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)還存在大量問題尚未解決，借鑒已有的艦船直流電力系統(tǒng)、電信設(shè)備配電系統(tǒng)、電力機(jī)車牽引配電系統(tǒng)、直流輸電系統(tǒng)和直流微網(wǎng)等相關(guān)成熟技術(shù)，對直流配電系統(tǒng)做出更廣泛、深入的探索和研究。

來源出版物：電力系統(tǒng)自動化, 2012, 36(8): 98-104

入選年份：2015

頻率攪拌混響室場均勻性與攪拌帶寬選取方法分析

劉逸飛，陳永光，王慶國，等

摘要：混響室作為一種新興的電磁兼容測試場地近年來發(fā)展迅速，頻率攪拌作為混響室傳統(tǒng)機(jī)械攪拌的一種替代方式，具有增大測試空間、減小測試時間等特點，尤其在屏蔽效能等測試場合優(yōu)勢明顯。為便于分析混響室頻率攪拌的工作原理，可將混響室等效為一個矩形諧振腔，根據(jù)其內(nèi)部的電磁分布表達(dá)式可知三維諧振腔的模頻率并不連續(xù)，由于混響室存在損耗，低于工作頻率的各模式都會激發(fā)出來，其中落在品質(zhì)因數(shù)帶寬內(nèi)的電磁模式集中了大部分的能量，這些電磁模式的疊加對混響室內(nèi)的場分布起到了主要作用。大量電磁模式的疊加會使得混響室內(nèi)的場趨于均勻，當(dāng)工作頻率發(fā)生變化時，相應(yīng)的落在該品質(zhì)因數(shù)帶寬下的電磁場模式和各模式能量的分布都會發(fā)生變化，因此工作頻率在一定范圍內(nèi)變化時，能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)計均勻的場環(huán)境。混響室工作在頻率攪拌方式下，工作頻率在多大的帶寬內(nèi)變化，即攪拌帶寬的選取是使用前必須確定的一個關(guān)鍵參數(shù)。為此，在某型混響室內(nèi)利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對頻率攪拌方式下的場均勻性與攪拌帶寬選取進(jìn)行了試驗驗證。試驗配置使用的混響室體積為10.5 m×8 m×4.3 m，最低可用頻率為80 MHz；收、發(fā)天線在25～150 MHz低頻段使用雙錐天線，在500 MHz～1.5 GHz頻段內(nèi)采用對數(shù)周期天線。試驗過程中攪拌器始終靜止，保證測試結(jié)果不受邊界條件改變的影響。在兩個頻段下的測試結(jié)果可以看出，當(dāng)工作頻率在25～80 MHz時，S21參數(shù)隨頻率上下波動并逐漸增大，因為混響室工作在少模狀態(tài)，當(dāng)工作頻率高于80 MHz時，S21的值基本在﹣20 dB處隨機(jī)上下波動，此時符合了混響室在頻率攪拌方式下的工作特性。這也說明在同一混響室下采用頻率攪拌方式與機(jī)械攪拌的最低可用頻率基本相同。應(yīng)用圖3中的數(shù)據(jù)對攪拌帶寬的合理選取進(jìn)行檢驗，在各頻點處分別選取5、10、20、30、40 MHz的攪拌帶寬取對數(shù)據(jù)取平均，結(jié)果可以看出增大攪拌帶寬會使 S21曲線變得平滑，混響室場環(huán)境的統(tǒng)計均勻性越好。原因是選用的帶寬越大所包含的獨立樣本數(shù)越多，計算得到的均值會越精確。當(dāng)攪拌帶寬增大為30 MHz時，S21的曲線就變得比較平滑。需要注意的是，攪拌帶寬并不是越大越好，為保證測試頻率的分辨率，在滿足場均勻性的同時，攪拌帶寬的選取應(yīng)盡可能的小。進(jìn)一步在600 MHz、800 MHz、1 GHz、1.2 GHz、1.4 GHz頻點下，對混響室測試區(qū)域8個頂點的S21在不同攪拌帶寬下的均值進(jìn)行比較，當(dāng)攪拌帶寬達(dá)到30 MHz時，各測試點的電場均值波動小于3 dB，場均勻性滿足了要求。

來源出版物：高電壓技術(shù), 2012, 38(9): 2354-2359

入選年份：2015

環(huán)境濕度對硅橡膠材料憎水遷移性的影響

關(guān)志成，?？?，王黎明，等

摘要：近些年來，硅橡膠復(fù)合絕緣子憑借良好的耐污閃能力，被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。而硅橡膠材料表面的憎水性和其特有的憎水遷移性，是硅橡膠復(fù)合絕緣子具有優(yōu)異耐污閃特性的根本原因。環(huán)境濕度對硅橡膠材料的憎水遷移特性有較大的影響，進(jìn)而對硅橡膠復(fù)合絕緣子的耐污閃能力產(chǎn)生巨大影響。本文應(yīng)用OCA20靜態(tài)接觸角測試儀，采用測量靜態(tài)接觸角的方法，對染污表面的憎水性進(jìn)行定量分析。首先，利用干燥劑、NaCl、KCl、KNO3、K2SO4、蒸餾水等作為添加物，分別在密閉環(huán)境中創(chuàng)造出相對濕度穩(wěn)定在25%、75%、85%、95%、100%的小環(huán)境。通過在不同遷移時間內(nèi)測量染污表面硅橡膠材料的靜態(tài)接觸角，研究了采用人工污穢試驗常用的高嶺土和硅藻土，特別是高嶺土中含有各類常見可溶物質(zhì)時，染污表面的憎水遷移特型曲線。通過研究，本文得出以下一些結(jié)論：1）硅橡膠表面污穢僅為高嶺土和硅藻土，相對濕度對硅橡膠憎水遷移性的影響取決于惰性物質(zhì)的吸水性。高嶺土的吸水能力較強(qiáng)，相對濕度對憎水性遷移特性影響大。硅藻土的吸水能力較弱，相對濕度對憎水遷移性的影響較小，只有在高濕度條件下有一定的影響。2）當(dāng)污穢中含有NaCl時，相對濕度對硅橡膠憎水遷移性有很大的影響。尤其是在高濕度情況下，由于 NaCl的吸水性，硅橡膠表面憎水性向污層遷移會受到極大的抑制。3）對于污穢中含有可溶物質(zhì)的情況，存在一個臨界相對濕度值，在此濕度值以上，表面污層受潮嚴(yán)重，憎水性向污層遷移的速度急劇下降，遷移達(dá)到的飽和靜態(tài)接觸角急劇下降到僅為 20°左右。對于不同種類的可溶物質(zhì)，其臨界相對濕度不同。吸水性極強(qiáng)的可溶物質(zhì)（如糖分）的臨界相對濕度較低，為60%以下；吸水性較強(qiáng)的鹽（如NaCl）的臨界相對濕度較高，為85%～89%；吸水性較弱的鹽（如CaSO4）的臨界相對濕度值很高，為90%～95%。復(fù)合絕緣子在電網(wǎng)中的運行位置不同，環(huán)境存在巨大差異，其表面的污穢成分也各不相同?？傮w來講，環(huán)境濕度對染污硅橡膠材料表面的憎水遷移特性的影響和表面不溶物質(zhì)和可溶物質(zhì)的吸水性有很大關(guān)聯(lián)。不溶物質(zhì)和可溶物質(zhì)的吸水能力強(qiáng)，則硅橡膠材料的憎水遷移性就相對較慢，尤其是在高濕度條件下；反之，不溶物質(zhì)和可溶物質(zhì)的吸水能力弱，則硅橡膠材料的憎水遷移性就相對較快，且環(huán)境濕度越低，憎水遷移性就越快。

來源出版物：高電壓技術(shù), 2012, 38(8): 2030-2036

入選年份：2015

電子式互感器性能檢測及問題分析

劉彬，葉國雄，郭克勤，等

摘要：電子式互感器在中國的試點運行過程中的可靠性和穩(wěn)定性較差，故障率較高。為促進(jìn)電子式互感器關(guān)鍵技術(shù)的研究，提升產(chǎn)品質(zhì)量和性能，提高電子式互感器運行的可靠性、穩(wěn)定性和精確度，進(jìn)一步完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)電子式互感器的工程應(yīng)用，對 41臺不同結(jié)構(gòu)原理的電子式互感器進(jìn)行了性能檢測。檢測內(nèi)容包括國家標(biāo)準(zhǔn)要求的部分例行試驗和型式試驗，并專門針對電子式互感器可靠性、穩(wěn)定性和精確度設(shè)置了特殊試驗項目，分別為：基本準(zhǔn)確度測試、溫度循環(huán)準(zhǔn)確度測試、電磁兼容試驗、可靠性評估、隔離開關(guān)分合測試。結(jié)果表明：檢測結(jié)果中的主要故障類型與實際運行故障基本一致，電子式互感器產(chǎn)品質(zhì)量與供應(yīng)商的研發(fā)能力、質(zhì)量控制能力基本一致，部分電子式互感器的性能有待進(jìn)一步提高；無源電子式互感器受環(huán)境溫度和振動影響較大，在惡劣環(huán)境下的長期穩(wěn)定性和可靠性也沒有嚴(yán)格的論證和考核，因此試驗中應(yīng)增加專門針對產(chǎn)品的長期穩(wěn)定性和可靠性的要求；試驗中應(yīng)提高對溫度循環(huán)試驗要求，對產(chǎn)品整個升溫或降溫過程進(jìn)行監(jiān)控，以便更好地掌握產(chǎn)品的溫度特性；應(yīng)提高現(xiàn)有電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)要求，電磁兼容需針對產(chǎn)品的所有電子線路部分進(jìn)行，尤其需要重點考核產(chǎn)品在高電壓或大電流下的電磁兼容水平；制造單位應(yīng)高度關(guān)注關(guān)鍵設(shè)備外協(xié)配套件的管理，采用質(zhì)量優(yōu)良的外協(xié)器件；加強(qiáng)電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)，包括基礎(chǔ)研究、工藝控制、產(chǎn)品性能等方面的研究；通過開展電子式互感器性能檢測、宣傳關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量控制的成功經(jīng)驗、組織技術(shù)交流研討等一系列工作，共同分析解決電子式互感器在檢測試驗、現(xiàn)場運行中出現(xiàn)的問題，有利于引導(dǎo)制造企業(yè)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計、完善生產(chǎn)流程、提高產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、提升產(chǎn)品質(zhì)量，推動電子式互感器的健康發(fā)展。

來源出版物：高電壓技術(shù), 2012, 38(11): 2972-2980

入選年份：2015