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聚丙烯/Al2O3纳米复合介质直流击穿特性与电荷输运仿真研究 被引量：26
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作者 李盛涛 谢东日 闵道敏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期6122-6130,共9页
聚丙烯以其优异的电气性能被广泛用于电力电容器,并且是一种潜在的环保型高压直流电缆绝缘材料。直流电压作用下的空间电荷注入和积聚特性是绝缘介质电击穿的重要因素。为研究击穿特性与电荷输运的关联,分别制备掺杂质量分数为1%、7%和... 聚丙烯以其优异的电气性能被广泛用于电力电容器,并且是一种潜在的环保型高压直流电缆绝缘材料。直流电压作用下的空间电荷注入和积聚特性是绝缘介质电击穿的重要因素。为研究击穿特性与电荷输运的关联,分别制备掺杂质量分数为1%、7%和15%的聚丙烯/氧化铝纳米复合介质,测试极化、热刺激去极化电流、高场电导、正电子湮灭和直流击穿特性。实验结果表明:1%质量分数的纳米复合介质的直流击穿场强相较于纯聚丙烯增加,这对应于在1%质量分数的复合介质中较深的陷阱;而7%和15%复合介质的击穿场强和陷阱能级均减小。复合介质的自由体积尺寸未发生明显改变。基于双极性电荷输运模型,仿真计算空间电荷和电场畸变特性随陷阱能级和升压时间的动态演变过程。仿真结果表明,在较大的陷阱能级时的注入电荷密度和电场畸变率均减小;电荷向介质体内的迁移深度在较大的陷阱能级时变浅;随着加压时间的增加,在电场达到一定阈值后的电荷注入和电场畸变才较为明显。深陷阱捕获载流子后形成的同极性电荷积聚和抑制的载流子迁移率均有利于直流击穿性能的提升。 展开更多
关键词 聚丙烯 直流击穿 空间电荷 陷阱 自由体积 双极性电荷输运
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环氧树脂高温分子链松弛与玻璃化转变特性 被引量：26
2
作者 林生军 黄印 +4 位作者 谢东日 闵道敏 王威望 杨柳青 李盛涛 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期296-300,I0004,I0005,共7页
环氧树脂是电力设备中广泛应用的一种绝缘材料,其介电性能受到分子链运动特性的影响.本文制备了直径为50 mm、厚度为1 mm的环氧树脂试样,采用差示扫描量热仪和宽频介电谱仪测试了环氧树脂的玻璃化转变温度和介电特性.实验结果表明,环氧... 环氧树脂是电力设备中广泛应用的一种绝缘材料,其介电性能受到分子链运动特性的影响.本文制备了直径为50 mm、厚度为1 mm的环氧树脂试样,采用差示扫描量热仪和宽频介电谱仪测试了环氧树脂的玻璃化转变温度和介电特性.实验结果表明,环氧树脂的玻璃化转变温度为105°C,在玻璃化转变温度以上,高频段出现了由分子链段运动造成的松弛过程,低频段出现了由载流子在材料中迁移造成的直流电导过程.发现环氧树脂不同尺寸分子链段的松弛时间不同,其松弛时间分布较宽,计算得到了分子链段在不同温度下的松弛时间分布特性.分子链松弛峰频率和直流电导随温度的变化关系服从Vogel-Tammann-Fulcher公式.拟合实验结果得到分子链松弛峰频率和直流电导的Vogel温度和强度系数.由Vogel温度计算得到了与差示扫描量热测试结果一致的玻璃化转变温度,约为102°C.结果表明玻璃化转变温度以上环氧树脂的自由体积增大,分子链段有足够的空间来响应外电场从而产生分子链松弛极化,载流子有足够的能量在材料中迁移形成电导. 展开更多
关键词 环氧树脂 介电谱 玻璃化转变 松弛特性
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掺杂含量对环氧纳米复合电介质陷阱与空间电荷的影响 被引量：18
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作者 袁端磊 闵道敏 +6 位作者 黄印 谢东日 王海燕 杨芳 朱志豪 费翔 李盛涛 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期292-299,共8页
环氧纳米复合电介质具有抑制空间电荷积聚、高电阻率、高击穿强度等优异性能,对直流电力设备的发展具有重要的作用.但纳米粒子含量对纳米复合电介质陷阱、电导率和空间电荷的影响机理尚不清楚.本文在纳米复合电介质交互区结构模型的基... 环氧纳米复合电介质具有抑制空间电荷积聚、高电阻率、高击穿强度等优异性能,对直流电力设备的发展具有重要的作用.但纳米粒子含量对纳米复合电介质陷阱、电导率和空间电荷的影响机理尚不清楚.本文在纳米复合电介质交互区结构模型的基础上提出了计算交互区浅陷阱和深陷阱密度的方法,得到了浅陷阱和深陷阱密度随纳米粒子含量的变化关系.随着纳米粒子含量的增加,浅陷阱密度逐渐增大,深陷阱先增加然后由于交互区重叠的影响而逐渐减少.研究了纳米粒子含量对浅陷阱控制载流子迁移率的影响,发现随着纳米粒子的增多,浅陷阱大幅增多,浅陷阱之间的平均间距迅速减小,导致载流子更容易在浅陷阱间跳跃迁移,浅陷阱控制载流子迁移率增大.建立了纳米复合电介质的电荷输运模型,采用电荷输运模型计算研究了环氧/二氧化钛纳米复合电介质的空间电荷分布、电场分布和电导率特性.发现在纳米粒子添加量较小时,交互区的深陷阱对电导的影响起主导作用;纳米粒子添加量进一步增加,浅陷阱对电导的影响将起到主要作用. 展开更多
关键词 环氧纳米复合电介质 交互区 陷阱 空间电荷
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介质击穿与界面区陷阱特性的关联 被引量：14
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作者 谢东日 闵道敏 +3 位作者 刘文凤 李盛涛 康文斌 闵超 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期432-439,共8页
为了研究介质击穿与陷阱特性的关联,分别制备掺杂1%质量分数的聚丙烯/氮化铝和聚丙烯/氧化铝纳米复合电介质,测试了试样的热刺激电流、介电频谱、电阻率和直流击穿特性。实验结果表明：纳米复合电介质的深陷阱密度、体积电阻率和直流击... 为了研究介质击穿与陷阱特性的关联,分别制备掺杂1%质量分数的聚丙烯/氮化铝和聚丙烯/氧化铝纳米复合电介质,测试了试样的热刺激电流、介电频谱、电阻率和直流击穿特性。实验结果表明：纳米复合电介质的深陷阱密度、体积电阻率和直流击穿强度均高于纯聚丙烯试样。分析发现纳米复合电介质的电阻率和击穿场强与深陷阱密度呈正相关性,深陷阱密度增加,其电阻率和击穿场强增加。基于电荷输运模型和交互区势垒模型,解释了直流击穿机理：介质体内深陷阱密度的增多来源于纳米掺杂形成的界面区;深陷阱密度的增加增强了捕获效应,限制了载流子迁移,导致载流子平均自由程、载流子迁移率和能量减小,使得电导率降低;高场强时,捕获效应增强抑制了介质体内载流子倍增过程,导致碰撞电离不易发生,直流击穿场强增加。 展开更多
关键词 聚丙烯 电力电容器 纳米复合 空间电荷 陷阱 击穿
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纳米复合电介质击穿与耐电晕性的纳米掺杂效应 被引量：8
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作者 谢东日 闵道敏 +3 位作者 黄印 康文斌 任双赞 李盛涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第19期5909-5918,共10页
纳米掺杂对聚合物绝缘介质的电气性能影响较大。以杜邦公司的纯聚酰亚胺100HN和纳米型聚酰亚胺100CR为研究对象,开展电导、表面电位衰减、直流击穿与耐电晕实验。实验结果表明,相较于100HN,100CR的直流击穿场强下降6.4%,而其耐电晕时间... 纳米掺杂对聚合物绝缘介质的电气性能影响较大。以杜邦公司的纯聚酰亚胺100HN和纳米型聚酰亚胺100CR为研究对象,开展电导、表面电位衰减、直流击穿与耐电晕实验。实验结果表明,相较于100HN,100CR的直流击穿场强下降6.4%,而其耐电晕时间提升400%,表明纳米粒子在两种特性中发挥不同的作用机制。表面电位衰减特性提取的陷阱参数表明100CR的深陷阱能级和密度均减小;高场电导结果表明100CR的电导率和载流子迁移率均增加。扫描电子显微镜观察电晕后的试样表面形貌发现100HN的表面形貌为“沟槽型通道”,而100CR的表面形貌是“不同侵蚀度的分层环形”,且侵蚀面积增大。研究结果表明：纳米粒子通过改变陷阱特性影响电导特性,最终影响直流击穿的发展过程;对于耐电晕特性,提出了基于表面碰撞散射与电荷消散协同作用的纳米复合电介质的耐电晕模型,解释了分层环形形貌特征与耐电晕性能增加的原因。 展开更多
关键词 击穿 耐电晕 空间电荷 陷阱 碰撞散射 电荷消散
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电子束辐照对环氧微米复合介质表面陷阱特性和表面电导的影响 被引量：6
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作者 林生军 黄印 +5 位作者 闵道敏 李枕 谢东日 李盛涛 张翀 邢照亮 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2016年第12期55-61,共7页
在真空环境下采用电子束辐照对环氧微米复合介质试样进行表面处理,测试辐照前后试样的表面电位衰减和表面电导等特性。结果表明:辐照前后的试样均存在深、浅两个表面陷阱中心。随着辐照能量的增大,表面浅陷阱密度逐渐减小,其能级未发生... 在真空环境下采用电子束辐照对环氧微米复合介质试样进行表面处理,测试辐照前后试样的表面电位衰减和表面电导等特性。结果表明:辐照前后的试样均存在深、浅两个表面陷阱中心。随着辐照能量的增大,表面浅陷阱密度逐渐减小,其能级未发生明显变化,表面深陷阱的密度和能级均逐渐增大;电子束辐照在介质中沉积的能量与表面陷阱特性的变化有关,当电子束沉积的能量大于电介质禁带宽度的3倍左右,就会造成电介质电离,导致电介质表面深陷阱能级和密度增加,阻碍载流子在试样表面的迁移,降低了试样的表面电导率。采用电子束辐照调控绝缘介质的表面陷阱特性和表面电导,提高沿面闪络电压,能够为电力设备的可靠运行提供保障。 展开更多
关键词 电子束辐照 环氧微米复合介质 表面陷阱 表面电导
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高压开关柜改进型温湿度预警与在线监测系统 被引量：5
7
作者 谢东日 徐敏捷 +1 位作者 刘孙相与 王艺钦 《微型机与应用》 2013年第24期63-65,68,共4页
为实现高压开关柜温湿度实时监测与预警的双重目标,以单片机为数据采集主体、LabVIEW为上位机数据分析核心,建立了一套高压开关柜的温湿度在线监测系统。硬件基于SHT11温湿度传感器和红外传感器的单片机测温系统,实时获取开关柜的温湿... 为实现高压开关柜温湿度实时监测与预警的双重目标,以单片机为数据采集主体、LabVIEW为上位机数据分析核心,建立了一套高压开关柜的温湿度在线监测系统。硬件基于SHT11温湿度传感器和红外传感器的单片机测温系统,实时获取开关柜的温湿度数据,可计算露点温度,实现多路监测;LabVIEW上位机实时显示温湿度曲线,通过设定阈值评价开关柜的运行状态,实现预警功能。软件采用BP神经网络算法,预测近时段的温度数值,从而提前获取温度曲线走势,进一步提高监控效率。经过现场测试,证实该系统具备良好的交互性与实时性。 展开更多
关键词 在线监测 露点温度 LABVIEW 预测 预警
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聚丙烯/BN复合介质高频击穿性能提升与电荷输运仿真研究 被引量：4
8
作者 谢东日 刘晔 +2 位作者 黄印 闵道敏 李盛涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期648-656,共9页
机械式高压直流断路器LC振荡支路的换流电容在开断过程中发挥重要作用,其承受数千赫兹的高频电压会对电容器聚丙烯绝缘介质造成损伤。为提升其高频击穿场强,分别制备掺杂质量分数为1%、2%和6%的聚丙烯/氮化硼复合介质,测试极化、热刺激... 机械式高压直流断路器LC振荡支路的换流电容在开断过程中发挥重要作用,其承受数千赫兹的高频电压会对电容器聚丙烯绝缘介质造成损伤。为提升其高频击穿场强,分别制备掺杂质量分数为1%、2%和6%的聚丙烯/氮化硼复合介质,测试极化、热刺激去极化电发流、表面电位衰减和高频(500、2000 Hz)击穿特性。实验结果表明:复合介质的高频击穿场强相较于纯聚丙烯均增加,在质量分数为1%时达到最大,这对应于在质量分数为1%时较深的陷阱能级。基于双极性电荷输运方程和空间电荷调制击穿模型,仿真分析了高频电压作用时的空间电荷和电场动态演变过程,包括随电压频率、陷阱能级和加压时间的空间电荷注入和电场畸变率动态变化。仿真结果表明,高频下的电荷注入集中于电极–介质边界处距离介质表层数微米的区域;在较高频率时的电极–介质边界处的注入电荷密度和电场畸变更明显;具有较深陷阱的复合介质的电极–介质边界处的电场畸变得到改善;交变电场下在90°和270°相位时的净累积电荷最多,此时的电场畸变率最大。 展开更多
关键词 聚丙烯 电力电容器 高频击穿 复合介质 空间电荷 陷阱
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基于双重熵值修正指标赋权的电网接收用户资产综合价值评估方法 被引量：1
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作者 彭涛 魏伟 +1 位作者 崔崔 谢东日 《现代电力》 北大核心 2022年第6期694-701,共8页
在输配电价改革环境下,准确评估电网接收用户资产的综合价值对电网企业的经营与发展尤为重要。文中提出了一种基于双重熵值修正指标赋权的电网接收用户资产综合价值评估方法。首先明确了信息熵和相对熵理论;为了提高专家评分结果的合理... 在输配电价改革环境下,准确评估电网接收用户资产的综合价值对电网企业的经营与发展尤为重要。文中提出了一种基于双重熵值修正指标赋权的电网接收用户资产综合价值评估方法。首先明确了信息熵和相对熵理论;为了提高专家评分结果的合理性,基于相对熵修正了评价指标重要性的专家评分结果;基于广义熵值修正G1赋权法,减少了指标赋权的主观随意性,兼顾指标经验的重要性;构建了电网接收用户资产综合价值的评估模型;最终以某省3类不同的典型用户为例,运用文中的方法对综合价值进行评估,评估结果显示更合理。 展开更多
关键词 综合价值评估方法 电网接收用户资产 相对熵 广义熵 指标赋权
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