摘要：为了从微观角度分析绝缘材料老化和击穿的原因,研制了一套基于电声脉冲法(PEA)直接测量聚合物中空间电荷分布的试验装置。分析了电声脉冲法测量空间电荷的原理;设计了一种基于测试系传递函数的陡脉冲(幅值600V,脉宽10ns),以消除由系统硬件引起的过冲;讨论了各种干扰对测量结果的影响,设计了前置宽带高频小信号放大电路(增益34dB,带宽340MHz)和压电传感器。试验表明,该测量装置的分辨率可达到30μm,输出波形能直接反映试样中空间电荷分布,避免了复杂的数学处理,并以此装置实测了变频电机绝缘用聚酰亚胺膜中空间电荷的分布。

摘要：交联聚乙烯（XLPE）绝缘材料电热老化产生的气体会在电缆绝缘层产生局部高气压,为了研究不同温度下气压对电缆电树枝发展特性的影响,以XLPE短电缆为样品搭建试验系统,研究了不同温度下气压作用在绝缘层内壁时电缆电树枝的生长规律及其局部放电特性。分析实验结果可知：低温下XLPE处于玻璃态,局放初期材料保持了良好的机械性能,气压的升高对局放引发和生长初期无影响。局放后期,剧增的局部放电使插针区域软化,在气压作用下产生形变,电树枝沿应力集中区迅猛发展;高温下XLPE处于高弹态,自由体积分数增加,气压越高绝缘材料受到的轴向拉力越大,材料电气性能下降越明显,电树枝越易引发。高温高气压下XLPE电缆的绝缘性能下降明显,电缆稳定运行受到严重威胁。

摘要：雷电冲击下地中散流对设备、生物的影响已经得到了广泛关注。目前杆塔接地装置附近冲击散流缺乏直接、有效的测量,因此研究了冲击散流的测量技术。首先利用平板型电场测试结构设计并制作了地中散流测量装置并给出了地中散流空间的电流密度计算方法;然后搭建了测试平台以确定合适的装置尺寸,为了满足测量要求,电极板的间距需控制在0.01～0.02 m,电极板的长宽需控制在0.05～0.1 m;最后通过冲击模拟试验检验了装置的测量准确性,其测量的绝对误差在10 A/m^2以内。设计的测量装置已在广东省佛山市地区完成试点工程应用。

摘要：对传统圆形微针肋进行了优化,设计了3种不同尾角的水滴形微针肋热沉,并以去离子水为工质,实验研究了各热沉流动阻力和传热特性.结果表明:3种尾角针肋中,尾角为60°时减阻效果最好.水滴形针肋的流线型结构可以改善尾部流动分布,推迟流动由层流向过度区流的转变,且尾角越小效果越明显.不同体积流量下,水滴形针肋的最优尾角有所不同.在实验中,雷诺数范围在200～1 000内,尾角为60°的水滴形针肋热沉强化换热效果最好.当尾角为30°时,太长的尾部结构受到下一排针肋的影响,造成较大的流动阻力,导致其整体换热效果较差.

摘要：为研究冲击负荷对牵引变压器绕组固体绝缘材料机械性能的劣化影响,首先设计了冲击负荷试验平台,在不同温度下进行了冲击热老化试验,然后对试样进行了拉伸强度与聚合度测试,根据试验结果分析了冲击负荷对绝缘纸的机械性能影响,最后提出了冲击负荷下绝缘纸的寿命评估方法。结果表明:牵引负荷对绝缘机械性能的破坏主要体现在牵引负荷频繁冲击带来的极不均匀温升,绝缘纸的拉伸强度和聚合度随周期性热冲击呈现出随冲击时间增加而减小的规律,这与热老化下的规律一致,但冲击热老化下拉伸强度和聚合度的下降速率较热老化慢;在较低冲击老化温度下拉伸强度某段时间出现"诱导"现象,即大于冲击时间较短的拉伸强度,诱导现象的临界温度在90~100℃范围内;在研究温度范围内,考虑周期性冲击对纤维素降解速率的影响,提出了一种冲击负荷下绝缘纸寿命评估方法并建立了拉伸强度与冲击时间的关系,并验证了其有效性,为后续相关研究与工程应用提供了一定基础。

摘要：为了确保高速铁路安全运行,实时监测牵引变压器运行状态,及时地发现牵引变压器内部故障具有重要的意义。文章在分析牵引供电系统运行可靠性要求和牵引变压器故障诊断要求的基础上,提出了基于DGA技术的牵引变压器在线监测的构想,并设计了相应的TTM-Ⅰ型牵引变压器在线监测系统,实现了对牵引变压器运行状态的不间断监测。现场运行数据与实验室数据的比较验证了该系统的有效性。

摘要：建立色谱柱分离方程是提高绝缘油中气体分析技术(尤其是变压器油中故障气体在线监测技术)可靠性的有效途径之一。确定了一定外部条件(色谱柱温度一定且色谱柱入口与出口的气压差一定)下,各种不同气流速度的绝缘故障气体在色谱柱中保留时间的计算式;根据塔板理论确定色谱峰宽、塔板数及气体保留时间的关系,利用Van Deemter的板高方程推导色谱峰宽与气体流速的关系式;根据高斯分布原则确定色谱峰宽、气体保留时间及色谱峰高的关系式,从而确定了色谱柱输出端各种故障气体的体积分数分布曲线,建立了色谱柱气体分离的数学方程。设计GDX502+PORAPACK N色谱柱的分离实验,用实验确定色谱柱分离方程的待定参数,实验测试表明计算结果的误差小于4%。

摘要：为了研究温度尤其是高温对变频牵引电机绕组匝间绝缘材料电气绝缘特性的影响,以聚酰亚胺纳米复合薄膜为研究对象,测试了薄膜的介电温度谱,研究了方波脉冲电压下温度θ对薄膜局部放电起始放电电压(partial discharge inception voltage,PDIV)、击穿电压Ub及老化寿命的影响,分析了薄膜在老化期间的空间电荷分布特性。研究结果表明:θ升高,薄膜高分子链热运动加剧,阻碍了分子链极性端基及侧链的取向极化作用,使薄膜的介电常数ε减小;同时,薄膜的介质损耗tanδ也因极化作用的减弱而减小,但因弛豫现象使介质损耗温度谱在110℃处出现1个峰值;θ升高,被陷阱捕获的电子更容易受激发而脱陷,易满足局部放电对初始电子的要求,使PDIV降低;载流子平均自由程增大,载流子能量增强,对薄膜高分子链的破坏作用加剧,导致Ub降低。空间电荷分布特性研究表明:θ升高,载流子能量增大,加速了薄膜高分子链降解并生成小分子及自由基,增大了薄膜的陷阱密度,载流子频繁地入陷与脱陷,进一步加剧了高分子的降解,使薄膜老化寿命明显缩短。研究为优化变频牵引电机绝缘系统的设计奠定了基础。

摘要：粒子群优化算法(PSO)的结构相对简单、运行速度很快,但是算法极易陷入局部最优,出现早熟收敛现象。针对标准粒子群算法存在的问题,引入了一种随迭代次数和粒子间距离大小动态改变的惯性权重,通过设置比例系数控制二者对惯性权重的影响力度。在此基础上为了增加种群多样性,又引入"杂交变异"算子,设计了一种基于杂交变异的动态粒子群优化算法(HV-DPSO)。通过对基准函数的数值试验表明,新算法相对于标准粒子群算法不仅能有效地避免早熟收敛,而且具有更好的收敛效果。

摘要：利用塔板理论建立混合气体色谱柱分离的数学模型;分析了半导体气敏传感器的稳态、暂态响应与恢复特性,提出了关于传感器响应与恢复特性的3个假设:传感器稳态输出电阻的对数与气体浓度的对数服从正切关系,暂态响应特性取决于传感器当前的阻值状态和当前时刻的气体浓度, 恢复特性取决于传感器当前阻值状态和下一时刻的气体浓度。采用实验与数值逼近等数学方法确定所需参数。最后设计了验证实验,结果表明将3个假设用于油中气体监测系统的半导体传感器能够满足要求。