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雷电流A分量与C分量对碳纤维复合材料损伤特性差异 被引量:5
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作者 周蜜 苏小玮 +2 位作者 高俊福 王建国 单飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期297-306,共10页
碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料应用广泛,但与金属及合金相比电导率较低,遭遇雷击时易发生损毁。该文通过雷击损伤形貌观察、C扫描探伤、压缩强度测试及电-热耦合仿真等方式,对比了雷电流A分量和C分量单独作用下CFRP层合板的散流特性... 碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料应用广泛,但与金属及合金相比电导率较低,遭遇雷击时易发生损毁。该文通过雷击损伤形貌观察、C扫描探伤、压缩强度测试及电-热耦合仿真等方式,对比了雷电流A分量和C分量单独作用下CFRP层合板的散流特性及损伤特性。研究发现,在A分量作用下CFRP层合板表面铺层产生长约120mm、宽约30mm,与铺层方向一致呈45°的纤维炸裂带;在C分量作用下CFRP层合板产生直径约60mm的圆形烧蚀坑。与未损伤件相比,A分量作用后层合板弹性模量基本不变,C分量作用后层合板弹性模量减小,两种电流分量作用后层合板最大压缩强度均略微增大。电-热耦合计算结果表明,A分量作用过程中CFRP层合板损伤分布具有明显的方向性,各层损伤方向与铺层方向一致;C分量作用过程中CFRP层合板各层损伤分布一致,但与铺层方向无关。CFRP在两种分量作用下计算损伤分布与试验损伤形貌结果基本吻合。该文揭示了具有显著特征的两种分量雷电流对CFRP层合板的损伤机理,为CFRP层合板的雷电防护提供依据。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 雷电直接效应 损伤机理 雷电分量 电热耦合
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光伏组件雷电冲击损伤特性实验研究
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作者 刘璇 黄彬 +4 位作者 臧秋莉 李祥德 许万红 毕晓蕾 张英杰 《安全、健康和环境》 2024年第5期18-22,共5页
采用高电压及大电流冲击模拟实验,对光伏组件雷击损伤特性进行了分析,获取了雷击对光伏组件的损伤形貌、雷电路径、损伤阈值、电学特性变化等关键损伤特征。研究结果表明:在自然界雷电情况下,多数为光伏边框或支架接闪,20 kA的雷电流即... 采用高电压及大电流冲击模拟实验,对光伏组件雷击损伤特性进行了分析,获取了雷击对光伏组件的损伤形貌、雷电路径、损伤阈值、电学特性变化等关键损伤特征。研究结果表明:在自然界雷电情况下,多数为光伏边框或支架接闪,20 kA的雷电流即可引起边框烧蚀;雷击会影响组件的功能和寿命,随着雷电冲击电压的增大,最大输出功率逐渐减小,冲击电压为300 kV时,最大输出功率变化率达到10.02%。基于雷击损伤实验模拟结果,可以为光伏系统的雷击防护提供数据支撑和参考依据。 展开更多
关键词 光伏发电系统 雷击损伤 光伏组件 雷电分量 烧蚀损伤 雷击防护
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雷电流分量对碳纤维增强型复合材料层合板的雷击损伤效应 被引量:13
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作者 孙晋茹 姚学玲 +2 位作者 许雯珺 陈景亮 吴翊 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3836-3843,共8页
为了研究不同时序组合方式的多重连续雷电流分量作用下碳纤维增强型复合材料(carbon fibre reinforced plastics,CFRP)层合板的雷击损伤特性,通过雷击损伤区域形态观察,红外温度测试,C扫描探测等手段,对比了多重连续雷电流分量作用下CFR... 为了研究不同时序组合方式的多重连续雷电流分量作用下碳纤维增强型复合材料(carbon fibre reinforced plastics,CFRP)层合板的雷击损伤特性,通过雷击损伤区域形态观察,红外温度测试,C扫描探测等手段,对比了多重连续雷电流分量作用下CFRP的雷击损伤类型及损伤程度,研究影响CFRP雷击损伤深度和面积的因素,并探索多重连续雷电流分量在CFRP层合板上的散流特性与作用机理。研究发现:CFRP层合板的雷击损伤类型包括纤维断裂、烧蚀,树脂热解,铺层分离等。在论文实验条件下,当雷电流A、B、C及D分量连续作用时,损伤面积达2790 mm2,损伤深度约为1.28 mm。在多重连续雷电流脉冲作用过程中,雷电损伤深度主要与上升梯度高的雷电流A及D分量产生的局部热效应、冲击力效应及介质击穿有关;而CFRP层合板雷击损伤面积与表面温度的增加主要受到作用时间长、转移电荷量大的雷电流C分量的影响。对多重连续雷电流损伤效应的研究能够加深对雷击作用过程的理解,为CFRP雷电直接效应测试标准的完善、CFRP结构的优化和设计提供实验依据与理论基础。 展开更多
关键词 碳纤维增强型复合材料 多重连续雷电分量 雷电直接效应 雷击损伤 超声C扫描
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铝穹顶储罐雷击损伤及燃爆风险研究 被引量:2
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作者 毕晓蕾 王林峰 +7 位作者 许延贺 张长秀 陶彬 姜辉 刘全桢 刘宝全 高剑 张英杰 《安全、健康和环境》 2021年第3期39-42,共4页
针对铝穹顶储罐雷击问题,开展了回击后长持续时间雷电流分量作用下的铝合金板烧蚀损伤试验研究,分析了铝穹顶储罐损伤及油气燃爆风险。结果表明:当直流分量为164 C时,2 mm铝板发生穿孔,铝穹顶储罐存在雷击燃爆风险;当直流分量≤157 C时... 针对铝穹顶储罐雷击问题,开展了回击后长持续时间雷电流分量作用下的铝合金板烧蚀损伤试验研究,分析了铝穹顶储罐损伤及油气燃爆风险。结果表明:当直流分量为164 C时,2 mm铝板发生穿孔,铝穹顶储罐存在雷击燃爆风险;当直流分量≤157 C时,未穿孔,背面温度最高为480℃,存在燃爆风险,铝穹顶储罐存在雷击燃爆风险;当直流分量196 C时,4 mm铝板发生穿孔;当直流分量为196 C时,6 mm铝板未发生穿孔,背面温升为125℃,小于205℃,铝穹顶储罐不存在雷击燃爆风险。 展开更多
关键词 铝穹顶 储罐 长时间雷电分量 雷击损伤 燃爆风险
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