摘要：为了快速、精准分析农田重金属,该文设计了一款基于施加电场与激光诱导石墨烯(laser-inducedgraphene,LIG)电极阵列的功能核酸比率电化学检测装置,用于农田中典型重金属离子Hg^(2+)、Pb^(2+)的分析。该装置主要包括电场施加模块与LIG电极阵列传感器两个部分,前者以AT89S52单片机作为主控芯片、DAC0832作为电压输出端口,设计单片机控制电压输出的电场施加装置,实现了可编程电压的稳定输出;后者则通过结合CO_(2)激光直写和环氧树脂转印技术,提出了LIG电极阵列的快速制备方法,并进一步构建了LIG基功能核酸比率电化学传感器。在检测过程中,通过调控施加电场的性质,该装置实现了Hg^(2+)、Pb^(2+)在传感器表面的快速特异性富集以及响应信号的稳定获取,其对Hg^(2+)、Pb^(2+)检测限分别低至8.5×10^(-12)mol/L(4.25×10^(-11)mg/L)和4.6×10^(-13)mol/L(2.22×10^(-12)mg/L),实现了农田灌溉用水中Hg^(2+)、Pb^(2+)的现场精准检测。该装置利用施加电场与LIG阵列传感器,实现了重金属离子的快速、精准、现场分析需求,对于农田环境重金属污染的监测及治理具有重要意义。

摘要：气体绝缘高压直流输电管道与开关设备(GIL/GIS)已成为新能源规模化利用和增强自然灾害抵抗能力的重点发展方向。气固界面电场分布是目前直流GIL/GIS均压设计面临的难题,因此,研究气体绝缘直流设备的电场分布特性和调控方法具有重要意义。文章首先介绍了气体绝缘直流设备中表面电荷积聚和缺陷存在对绝缘子表面稳态电场分布的影响规律,以及在开断操作和暂态过电压作用下绝缘子表面电场分布的暂态过渡过程;其次,从材料介电参数改性和表面改性两大方面对目前常用的绝缘子电场调控手段进行了分析,并提出了表面功能梯度材料的概念及其在直流电场调控方面的应用;最后,从电场调控、闪络抑制效果以及工业成本等角度对各种电场调控手段进行了综合对比,并对未来气体绝缘直流设备电场调控手段的研究和发展方向进行了展望。

摘要：绝缘材料电阻率负温度系数(NTC)效应造成直流电场畸变,增大了高压直流设备的设计难度。为了弱化电阻率对温度的依赖,该文制备正温度系数(PTC)电阻率的陶瓷材料掺杂的环氧树脂复合材料(质量分数为0~35%),并测试热导率、电阻率-温度特性和直流击穿场强,仿真温度梯度下绝缘内部电场和温度分布。结果表明,高掺杂比例时的电场优化效果较好;质量分数为20%掺杂的环氧树脂复合材料的热导率提高66%,径向温差减小55%;电阻率负温度效应弱化,电导活化能下降了35%;最大畸变电场降低了58%,而直流击穿场强仅下降16%。分析认为,填料的PTC效应优化了环氧树脂复合材料的电阻率-温度特性,降低了热点温度,协同抑制电场畸变。正温度系数材料可改善温度梯度下绝缘内部的直流电场分布,相关复合材料在输电设备中具有应用可能性。

摘要：为调控直流稳态与极性反转工况下直流气体绝缘输电线路(HVDC GIL)绝缘子的沿面电场分布,分别设计了稳态梯度(ST-SFGM)绝缘子与极反梯度(PR-SFGM)绝缘子。迭代优化后的SFGM绝缘子涂层电导率恒定,厚度沿r坐标方向减小。电场仿真结果表明,直流稳态工况下均匀绝缘子的最大电场出现在高压三结合点附近,强度为4.25 kV/mm。ST-SFGM绝缘子与PR-SFGM绝缘子的直流电场分布较为均匀,最大电场强度分别下降54.6%与62.1%。极性反转工况下,均匀绝缘子与ST-SFGM绝缘子的电场畸变加剧,最大电场强度分别提升1.09和3.44倍,而PR-SFGM绝缘子的最大电场强度则基本保持不变。

摘要：电气设备部件的性能提升不仅要依靠传统几何方法来改善绝缘结构,更要侧重于对绝缘材料自身性能的优化。该文通过实验研究了碳化硅(SiC)/硅橡胶复合材料的直流电导特性和直流击穿特性。随着温度升高,SiC晶格散射会阻碍载流子迁移,宏观上表现为电导特性非线性系数降低,而更多高能载流子的出现则会使非线性区阈值场强减小。随着SiC体积分数及粒径的增加,复合材料直流击穿场强虽有一定程度降低,但整体仍满足运行设计要求。在兼顾关键位置电场分布、损耗功率及局部温升的条件下,该文通过仿真探究了非线性电导特性参数的合理范围,所制备的掺杂10%体积分数SiC/硅橡胶复合材料作为应力锥增强绝缘参与电场调控,可有效改善电缆终端内部电场强度分布,应力锥导体锥面处电场强度降低幅度达到50%。该研究结果有望从材料改性角度为提升电缆附件性能提供思路。

摘要：本文基于第一性原理方法,系统研究了外电场对石墨烯/MoS2范德瓦耳斯异质结界面相互作用及其电子性质的影响.计算结果表明石墨烯和MoS2之间通过微弱的范德瓦耳斯力结合形成异质结,石墨烯/MoS2异质结的能带基本上是单层石墨烯和单层MoS_(2)能带结构的简单叠加并形成了N型肖特基势垒;由于异质结的石墨烯层的电子向MoS_(2)层转移,导致石墨烯表面带正电,MoS_(2)表面带负电,在异质结内部形成了方向由石墨烯指向MoS2的内建电场.此外,对异质结施加不同强度的负电场时,体系的接触类型逐渐由N型肖特基接触类型转变为欧姆接触;对异质结施加不同强度的正电场时,体系的P型肖特基势垒呈降低趋势,体系的N型肖特基势垒呈现先缓慢升高再急剧下降的特点,在电场强度提高至5.0 V·nm^(-1)附近时,接触类型由N型肖特基接触转变为P型肖特基接触.此项工作将对相关二维场效应晶体管的设计提供参考.

摘要：交流气体绝缘输电线路(gas insulated metal enclosed transmission line, GIL)中,针对金属微粒带电运动的较大随机性和现场试验手段的局限性,参考中国正运行的某252 kV交流GIL的尺寸,在COMSOL中建立1∶1的三维仿真模型,以此实现模拟的仿真运动轨迹与实际运动轨迹之间的有效对称性。首先,获取运行电压等级下不同尺寸微粒的动态特性;其次,考虑不同形状的微粒陷阱,从电场调控、捕获概率角度优化了陷阱主要参数;最后,在盆式绝缘子凹凸面两侧各布置微粒陷阱,优化布置策略,并提出了针对252 kV交流GIL的微粒陷阱优化方案。研究结果表明:当选取圆孔形状微粒陷阱及其厚度、槽间距和槽宽度分别为10、6 mm和8 mm,并且当距凹凸面绝缘子两边分别70 mm和80 mm处的外壳底部各布置一个陷阱时,两边陷阱的捕获率分别可高达78%和70%。因此,本文分析和优化方法对某电压等级交流GIL优化微粒陷阱具有重要的参考价值。

摘要：直流气体绝缘输电管道(direct current gas insulated lines,DC-GIL)电场分布受温度梯度、运行电压、金属微粒等诸多因素影响,具有非常大的不确定性,给绝缘设计和运行稳定性带来挑战。非线性电导材料能够自适应地调控直流设备电场分布,有望突破DC-GIL绝缘子设计瓶颈。为了兼顾电场调节作用和损耗特性,建立100 kV直流GIL仿真模型,对比研究运行工况下传统绝缘子、表层电导非线性(surface nonlinear conductivity,SNC)绝缘子和体电导非线性(bulk nonlinear conductivity,BNC)绝缘子的电场分布及损耗功率。通过分析非线性电导(nonlinear conductivity,NC)参数对气固沿面电场调控作用和损耗特性的影响规律,发现SNC绝缘子的电场畸变率先随着欧姆区电导率和非线性系数的增大而快速下降,而后趋于平稳。理想情况下,SNC绝缘子的NC参数应处于电场调节作用的"饱和临界线",且欧姆区电导率最低。而BNC绝缘子的电场调节作用仅依赖于非线性系数,降低欧姆区电导率可降低绝缘子功率损耗。缩比绝缘子实验结果证实了SNC绝缘子非线性参数直接影响DC-GIL沿面闪络电压。

摘要：介绍了低共熔溶剂的性质及特点,综述了低共熔溶剂的国内外最新研究成果,特别是氯化胆碱基低共熔溶剂在镁合金腐蚀防护的应用,分析了镁合金在低共熔溶剂中进行表面处理的可行性。概述了在含氯化胆碱的低共熔溶剂介质中,通过热场、声场、电场以及DES液膜法调控开展镁合金表面化学转化膜的制备、耐蚀机理及反应介质的作用研究,同时将低共熔溶剂与疏水性仿生膜结合,设计出镁合金表面自愈合超疏水涂层。利用低共熔溶剂制备的转化膜的耐蚀性均明显高于镁合金基体,其腐蚀电流密度明显下降。最后对镁合金腐蚀防护的研究现状和方向进行了展望,希望对解决镁合金腐蚀起到一定的指导意义。

摘要：猫头型复合杆塔首次应用于国内500 kV输电线路,其横担端部各支柱绝缘子、斜拉绝缘子布置紧凑,电场畸变严重,均场问题突出。以500 kV猫头型复合杆塔为研究对象,依据图纸进行了1[BFZ]:[BFY]1实体三维建模,通过数值计算研究分析了猫头型复合杆塔中相横担和边相横担的电场集中区域,对比分析了复合横担与现有线路绝缘子的电位分布,设计了各相横担的均压环配置方案,并应用子模型技术研究了各均压环不同结构参数变化对复合横担关键位置场强的影响规律,研究结果表明,初始方案下复合杆塔部分位置场强过高,不利于复合杆塔长期稳定运行,500 kV复合横担的电位分布要优于现有500 kV线路绝缘子,通过配置合理的均压屏蔽装置,复合杆塔各关键位置场强均已满足控制要求。