国家重点基础研究发展计划(2011CB209401) 作品数:41 被引量:325 H指数:13 相关作者: 刘云鹏 廖瑞金 律方成 朱雷 尤少华 更多>> 相关机构: 华北电力大学 重庆大学 国家电网公司 更多>> 发文基金: 国家重点基础研究发展计划 国家自然科学基金 霍英东教育基金 更多>> 相关领域: 电气工程 理学 一般工业技术 更多>>
基于分子动力学的无定形纤维素热力学性质仿真 被引量:14 2015年 为更深入地在微观角度上研究变压器绝缘纸老化机理,利用分子动力学仿真,对不同温度下纤维素无定形区的热力学性质进行了研究。结果表明:纤维素无定形区为各向同性弹性材料,其弹性系数和各模量随着模拟温度的升高均有减小的趋势,与晶区相比,温度对其影响较大;无定形区的刚性随温度升高出现较大减弱;随着温度升高,无定形区内氢键数量减少,并且分子内氢键数目较分子间氢键数目下降快。对比晶区内的氢键数目在相同模拟温度下的极小变化,可知纤维素的老化首先是从纤维素的无定形区内分子间的氢键被破坏开始的。随模拟温度的升高,纤维素分子链运动加剧,但其末端距无明显变化。温度对纤维素无定形区的力学性质和氢键的影响从分子层次上阐明了纤维素绝缘老化实验中结晶度升高及无不定形区先行老化的微观机理。 朱孟兆 陈玉峰 辜超 廖瑞金 朱文兵 杜修明关键词:分子动力学 氢键 末端距 基于迁移管法气压对氮气正电晕放电离子迁移率的影响 被引量:6 2016年 低气压下离子迁移率是高海拔地区输电线路导线电晕放电的关键参数之一,同时氮气作为正电晕放电参与反应的主要气体,目前均作为常量对待,其测量结果对于建立考虑海拔因素的离子流、电晕损失等计算模型具有重要意义,因此对不同气压下氮气正离子迁移率的测量显得尤为重要.在已有研究的基础上,自主设计了可模拟不同氮气气压条件下离子迁移率测量平台,并将离子门的动作方式由关闭-导通-关闭改进为关闭-导通,从而得到幅值尽可能大的离子流波形.利用此平台测量得到大气条件下纯氮气环境离子的迁移率为1.113cm^2V^-1S^-1,并通过试验研究了气压在101.19~44.52kPa 范围内氮气环境离子迁移率变化情况,研究发现氮气正离子迁移率随气压增大呈非线性减小且具有一定的饱和趋势,最后提出了-种氮气正离子迁移率随气压变化的指数修正方法. 刘云鹏 吴振扬 朱雷 裴少通关键词:电晕放电 离子迁移率 气压 氮气 Numerical simulation and experimental validation of a direct current air corona discharge under atmospheric pressure 被引量:14 2012年 Air corona discharge is one of the critical problems associated with high-voltage equipment. Investigating the corona mechanism plays a key role in enhancing the electrical insulation performance. An improved self-consistent multi-component two-dimensional plasma hybrid model is presented for the simulation of a direct current atmospheric pressure corona discharge in air. The model is based on plasma hydrodynamic and chemical models, and includes 12 species and 26 reactions. In addition, the photoionization effect is introduced into the model. The simulation on a bar-plate electrode configuration with an inter-electrode gap of 5.0 mm is carried out. The discharge voltage- current characteristics and the current density distribution predicted by the hybrid model agree with the experimental measurements. In addition, the dynamics of volume charged species generation, discharge current waveform, current density distribution at an electrode, charge density, electron temperature, and electric field variations are investigated in detail based on the model. The results indicate that the model can contribute valuable insights into the physics of an air plasma discharge. 刘兴华 何为 杨帆 王虹宇 廖瑞金 肖汉光基于容性设备泄漏电流的电网电压分频测量方法分析 被引量:11 2012年 为优化电网过电压在线监测的测量技术,提出了一种基于测量容性设备泄漏电流的电网过电压的测量方法。该方法是使用2个不同磁导率的线圈分别获取容性设备泄漏电流中频率为30~3 000 Hz以及3kHz~1MHz的电流成分,经过积分滤波处理后将2路信号求和还原为线路电压。分析了泄漏电流与电压的传递函数,研究了电压传感器的工作原理及其影响因素。最终采用分频的方式实现了工频、操作冲击和雷电冲击过电压的测量。采用的电压传感器结构简单,与高压系统没有电气连接,具有很好的安全特性。工频、操作冲击和雷电冲击过电压试验结果表明设计的传感器具有很好的准确度和线性度,可以用于高压电网的电压测量。 杜林 黄旭 司马文霞 席世友 陆志军关键词:电压传感器 容性设备 泄漏电流 过电压 雷电过电压 棒-板电极直流负电晕放电过程中重粒子特性的仿真研究 被引量:18 2014年 为研究电晕放电过程中的重粒子特性,基于流体动力学模型提出了一种改进的电晕放电混合模型,该模型包含空气放电过程中最主要的6类等离子体化学反应,以及光电离作用和二次电子发射过程。基于上述模型,对棒-板电极在6 kV电压下的负电晕放电过程进行仿真,得到负电晕放电的脉冲波形;并分析了电场强度、净空间电荷密度在单次脉冲过程中随着时间和空间的变化规律,重点讨论了重粒子的组成成分及其分布特性。结果表明,在所有粒子反应中,电子和N2分子发生碰撞电离的反应速率最大,但产生的N2+密度却远小于O4+和O2+。O2-离子是负离子中数量最多的粒子,对电晕放电过程起到抑制作用。O是除N2和O2外含量最高的中性粒子;由于中性粒子在电晕放电过程中的含量较小,因此起到的作用相对较小。 廖瑞金 刘康淋 伍飞飞 杨丽君 周之关键词:混合模型 直流电老化低密度聚乙烯的空间电荷陷阱特征 2013年 高压直流电缆绝缘材料的老化与空间电荷有密切关系,探索一种能够表征材料老化程度的空间电荷特征参量显得尤为重要。笔者以低密度聚乙烯(LDPE)材料为例,使用电声脉冲法(PEA)研究了直流电老化程度对空间电荷陷阱特征的影响,提出一种离散分布的空间电荷陷阱模型,并基于此模型计算出陷阱特征参数(陷阱深度和陷阱密度)。结果表明随着直流电老化程度的增大,样品内较浅陷阱转化为较深陷阱,并得到老化程度与陷阱深度、陷阱密度的关系,为聚合物材料老化诊断提供参考。 廖瑞金 聂仕军 周天春 杨丽君 袁磊关键词:聚乙烯 空间电荷 电老化 直流输电 聚合物材料空间电荷陷阱模型及参数 被引量:12 2012年 采用电声脉冲测量技术研究了直流电场下低密度聚乙烯材料的电荷入陷和脱陷特征.发现在不同电场周期下样品的电荷衰减呈现不同的特征,为此提出了一个简单的基十两陷阱水平的入陷和脱陷模型,并计算了相应的参数.如陷阱能级和密度.确定了不含任何添加剂的低密度聚乙烯样品中存在的两种水平的陷阱能级分别为:较浅陷阱能级0.77-O.81 eV对应的浅陷阱电荷密度为(1.168-1.553)×10^(19)m^(-3);较深陷阱能级0.96-1.01 ev对应的深陷阱电荷密度为(1.194-4.615)×10^(18) m(-3)。.最后初步验证了材料的深陷阱能级和对应的深陷阱电荷密度随老化而增加,可考虑将模型中的两能级陷阱参数作为老化诊断特征参量. 廖瑞金 周天春 George Chen 杨丽君关键词:空间电荷 空气放电中电子输运参数的计算与分析 被引量:19 2011年 为了求解空气放电中电子的各种输运参数,详细介绍了通过Boltzmann方程计算气体放电参数的数值算法。进而分析了约化电场(E/nair)对电子能量分布函数的影响,电子扩散系数、迁移率与约化电场的关系,电离反应系数与电子平均能量的关系。仿真结果表明,随着约化电场强度不断增加,电子能量分布函数中最大比例电子数向能量增加的方向移动;电子的扩散系数和迁移率与其他研究者的实验数据基本一致,误差<10%;电子平均能量>2eV时,电离反应系数与Maxwellian分布函数的电离反应系数基本保持一致,证明该计算模型的合理性,为建立可靠的等离子体流体模型奠定良好基础。 刘兴华 何为 杨帆 肖汉光 马俊关键词:BOLTZMANN方程 电子迁移率 碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线的起晕特性对比试验 被引量:8 2015年 为研究碳纤维复合芯导线(ACCC)的起晕特性,基于小电晕笼电晕测量系统进行了ACCC-600/71单根导线和LGJ-630/45钢芯铝绞线单根导线起始电晕特性的对比试验。试验结果表明:在干净及人工涂污下,ACCC-600/71导线的起晕电压均要高出LGJ-630/45导线起晕电压,说明ACCC-600/71导线确实能够降低线路损耗,在节能、环保方面具有良好运行性能;表面污秽会降低导线表面粗糙度系数,从而大幅度降低起晕电压,且污秽物颗粒度越大影响程度越高。 耿江海 周松松 岂小梅关键词:碳纤维复合芯导线 钢芯铝绞线 电晕笼 污秽 空间介质颗粒对交流导线电晕特性影响规律 被引量:3 2016年 为了研究空间介质颗粒对导线交流电晕特性的影响,基于小电晕笼,应用Fi Lin?6紫外成像仪记录存在介质颗粒时模拟导线交流电晕放电发生、发展的过程,实验结果表明:空间介质颗粒会对导线交流电晕发生、发展过程产生影响,球径越大、距离导线越近则导线的起晕电压越低;存在多球时,由于颗粒间的相互影响,导线的起晕电压和放电过程会受到影响,其中垂直排列的颗粒之间对放电发展过程和起晕电压影响相对较大。将偏心偶极子模型应用到存在介质颗粒时电场计算中,结合模拟电荷法对导线周围存在颗粒时空间电场分布进行分析,仿真结果表明:导线表面的最大场强以及导线和颗粒间场强的均值随着颗粒尺寸的增大、颗粒导线距离的降低和颗粒相对介电常数的增大而增大;空间存在多个颗粒时,由于球间的相互影响使导线表面场强进一步增大,其中球间连线和电场方向一致时的影响更大。 朱雷 刘云鹏 吴振扬 耿江海关键词:电晕放电 起晕电压 紫外成像 电场强度