电工技术学报杂志

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电工技术学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Transactions of China Electrotechnical Society

  • 11-2188/TM 国内刊号
  • 1000-6753 国际刊号
  • 3.2 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
电工技术学报是中国电工技术学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1986年创刊,目前已被上海图书馆馆藏、北大期刊(中国人文社会科学期刊)等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。电工技术学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:大容量电力电子装置技术与应用专题、电工理论、电机及其系统、电力电子、高电压与放电

电工技术学报 2016年第24期杂志 文档列表

电工技术学报杂志放电等离子体及应用专题
等离子体重油加工技术研究进展1-15

摘要:近年来,世界轻质原油资源日益枯竭,重质原油所占比例越来越大,且原油劣质化趋势不断加剧,充分利用重油资源意义重大。在传统重油加工技术中,固定床技术最为成熟,但其易受原料性质、反应器压差、催化剂失活和运转周期的影响,发展受到限制。等离子体技术作为一种有效的分子活化手段,在重油加工中表现出巨大优势。本文总结近年来国内外采用等离子体技术加工重油的研究概况。详细介绍当前用于重油加工的放电形式及等离子体反应器结构,讨论不同反应条件对重油转化效率的影响规律,并对非平衡等离子体处理重油的反应机理进行总结。最后展望纳秒脉冲激励的等离子体技术用于重油加工的潜在优势。

低温等离子体处理SF6废气综述16-24

摘要:低温等离子体废气处理技术正越来越引起人们的重视,它是未来环保产业的重要发展方向。由于强温室气体SF6本身的理化特性,等离子体处理SF6面临着更多的挑战,目前该方面的研究综述鲜见。本文尝试根据国内外已有的文献资料,阐述了等离子体处理SF6的反应机理和其三个评价指标,从射频、微波和介质阻挡放电三种主要的处理SF6的等离子体出发论述了降解过程各个因素对降解率、能量效率以及最终降解产物的影响。同时,提出了等离子体处理SF6需要进一步解决的问题和今后的研究方向,并对其工业化进行了可行性分析。

实现全功率范围能量压缩的电流源谐振型等离子体驱动源25-34

摘要:针对大气压介质阻挡放电材料表面处理应用,提出一种电流源谐振型等离子体驱动源。通过构建并-串联结构的谐振网络,在全功率范围内实现单周期能量传输时间的压缩,从而提高各个功率下的表面处理效果,并推导出一种判断能量压缩状态在全功率范围内稳定性的方法。然后,通过在逆变器上增加旁路辅助电容,建立电流旁路通路,从而实现开关管的零电压开关,保证了电源高效运行,并推导出辅助电容的选取原则。最后,搭建了一台350W电流源谐振型电源样机,实验结果验证了理论分析的正确性,表明电流源并-串联谐振型等离子体驱动源是一种适合于表面处理应用的有效方案。

基于Marx电路的全固态纳秒脉冲等离子体射流装置的研制35-44

摘要:研制一套具有快边沿纳秒脉冲等离子体射流装置。该装置由基于Marx电路的并带有尾切开关的全固态纳秒脉冲发生器和具有针环电极结构的等离子体射流装置组成。其中,纳秒脉冲源主要由直流电源、控制电路和主电路组成,主电路为10级模块化设计的Marx电路,使用MOSFET作为主开关和尾切开关;控制电路产生同步触发脉冲信号,通过光纤进行隔离后同步驱动MOSFET工作。输出纳秒脉冲电压参数为:幅值0~8kV可调,脉宽100~1000ns,重复频率1Hz~1kHz,上升沿30ns左右,下降沿50ns以内。等离子体射流装置使用氩气作为工作气体,其结构为针-环电极结构。搭建等离子体射流实验平台,并能够产生稳定的等离子体,为进一步探索大气压等离子射流的应用奠定了基础。

新型介质阻挡放电等离子体激励器的放电与诱导流动特性实验45-53

摘要:等离子体流动控制扩大压气机稳定性对等离子体激励器的诱导气流速度提出了更高的要求。进行了新型布局介质阻挡放电等离子体激励器的放电特性与诱导流动特性研究,实验研究不同放电电压和占空比对激励器诱导气流速度的影响,并与传统布局激励器进行了对比分析,探讨其在压气机扩稳实验上应用的可能性。结果表明:相对于传统布局等离子体激励器一个放电周期内有一次“强”放电和一次“弱”放电,新型布局等离子体激励器有两次“强”放电;放电频率为15kHz时,新型布局激励器的诱导气流速度在较低电压下比传统布局激励器小,在较高电压下比传统布局激励器大,最大速度能达到4.7m/s,因此在高电压下能够更好地抑制压气机叶顶泄露流或泄露涡的流动;两种激励器产生的射流都为紊流,随电压增高诱导气流紊流度增大,且新型布局激励器在高电压下紊流度更大,能更好地促进压气机主流与附面层之间的掺混;固定放电电压和放电频率,两种激励器的诱导气流速度均随着占空比增大而线性增大。

辉光放电等离子体对气压变化的响应特性54-61

摘要:当代气体动力学研究经常需要测量超高频流动现象,而目前使用的测量技术手段频响存在瓶颈。基于辉光放电等离子体原理测量气压的方法,频响由驱动电源载波频率决定,有望突破此瓶颈,进而捕捉更细致精确的非定常流动信息。在进行高频、超高频交流驱动实验之前,首先需要研究稳态气压对辉光放电等离子体的影响,即在直流驱动不同电极间隙条件下辉光放电具有的不同放电模式,以及该放电模式下辉光放电的维持电压对较宽范围不同稳态气压(0.5~1.0atm)的响应规律。实验结果表明:间隙50μm电流控制在3~4.5mA范围,探针工作在反常辉光放电模式,电压随着气压增大而单调变小;间隙250μm电流控制在2~3.5mA范围,探针工作在亚正常辉光放电模式,电压随着气压增大而单调增大;间隙190μm时探针电压几乎不随气压变化。

弓网电弧等离子体光谱特性实验62-70

摘要:弓网电弧等离子体具有高温度、高能量的特点,对高速铁路弓网电接触的性能造成了威胁。基于弓网电弧模拟实验平台,利用光谱诊断法对弓网电弧等离子体进行研究。对辐射的主要特征谱线进行标识和归属,并计算弓网电弧等离子体的激发温度、转动温度、振动温度和电子密度。此外,还研究了电源输出电流对激发温度和电子密度的影响。实验结果表明,弓网电弧等离子体对接触网铜导线和浸金属碳滑板强烈的烧蚀作用会产生丰富的铜原子谱线、铁原子谱线和CNB2Σ+→X2Σ+谱线。同时,基于Boltzmann斜线法,发现了弓网电弧等离子体激发温度随电流的增加而增加。通过拟合电弧等离子体中CNB2Σ+→X2Σ+谱线,可知在30A电流条件下,弓网电弧等离子体的转动温度和振动温度分别达到6800K和9000K。最后,讨论了特征谱线的展宽机制,并利用CuI521.82nm谱线,探讨了弓网电弧等离子体的电子密度随电流的增加而上升的情况。

水中脉冲激波对模拟岩层破碎试验71-78

摘要:采用重复频率液电脉冲激波轰击油气井射孔及附近岩层,可提高油气井的固有渗透率,增加油气产量。本文建立水中大电流脉冲放电激波试验平台,构建电气、激波及光学等监测系统,分析水中脉冲激波与电弧膨胀及空腔运动的对应关系;分析液电脉冲激波能量的转换效率及频谱特性,采用混凝土试样模拟油气井护套及射孔周围岩层。测试了激波强度及放电次数对射孔堵塞物的清理效果,模拟了激波对岩层的造缝效果。试验结果表明,采用重复频率液电脉冲激波轰击射孔堵塞物及作用周围岩层,能够有效解除油气井的堵塞,增加岩层裂缝,提高油气产量。

用于高效冶炼氧化镁的双电极直流电弧炉的仿真与实验79-87

摘要:将一台3000kV·A的三相交流氧化镁冶炼电弧炉改造成相同容量的双电极直流电弧炉。揭示了在不同冶炼电流下,输出电压与最大弧长之间的关系。同时,采用三维有限元法对氧化镁熔池的温度场分布进行仿真分析,得出熔池温度场的分布规律。利用改造后的电弧炉制得高纯度的氧化镁晶体,且冶炼得到的氧化镁熔坨的形貌近似椭圆形横截面的拉伸体,与仿真结果一致。最后,比较采用直流电弧炉和交流电弧炉冶炼氧化镁的生产数据,结果表明双电极直流电弧炉冶炼氧化镁的工艺,在单吨能耗、电极损耗以及晶体纯度等方面,均优于传统的三相交流电弧炉。本文工作为采用双电极直流电弧炉生产氧化镁提供了理论指导和依据。

基于分形理论的SF6/N2混合气体放电仿真88-95

摘要:为了研究SF6/N2混合气体电介质击穿现象,利用编写的Matlab程序对放电通道发展过程进行数值模拟,并结合分形几何原理计算放电树枝的分形维数。基于分形理论,建立了考虑空间电荷分布和引入物理时间的棒-板分形放电仿真模型,通过有限元方法(FEM)计算空间电场,并首次结合通量校正传输(FCT)法求解带电粒子连续性方程,研究了不同发展概率指数、不同放电阈值和SF6含量变化下分形放电特性。结果表明:概率指数越大,SF6含量越高,则分形维数越小,放电树枝分叉也越少;体积含量50%/50%的SF6/N2混合气体放电分形维数D=1.2192,整个放电过程流注发展平均速度为1.15Mm/s,并得到了不同时刻空间电荷及轴向电场与电子浓度的分布。

基于激光诱导击穿光谱的室温硫化硅橡胶材料成分研究96-104

摘要:室温硫化硅(RTV)橡胶涂料因具有优异的防污闪性能,在电力系统得到了广泛应用。热重分析、X射线能谱分析、傅里叶变换红外光谱分析等材料表征手段经常用以表征RTV涂料的成分和长期运行后的老化状态,但上述方法难以在现场进行。为了实现在线检测RTV材料成分,利用激光诱导击穿光谱(LIBS)对RTV材料进行了元素分析。结果表明,对于同种RTV材料,在相同的激光频率特性与单脉冲激光能量条件下,其烧蚀深度与激光脉冲轰击次数呈线性关系,可通过RTV涂料被轰击次数测量涂料厚度;在材料同一位置用LIBS持续轰击,可以对运行退役的RTV材料进行原位分析,不同轰击次数时的等离子体光谱中Fe、Mg等元素的谱线强度从表层到内部会减小,这证明了RTV材料从表面到内部的成分变化,因此可利用LIBS技术检测RTV材料的成分变化来表征RTV材料的老化状态。高灵敏度、可在线的LIBS技术将成为RTV材料运行状态评估的重要手段。

电工技术学报杂志电工理论与新技术
电声脉冲法研究热老化对160kV直流电缆绝缘材料陷阱特性的影响105-112

摘要:交联聚乙烯(XLPE)老化会引起内部陷阱特性的变化,进而造成空间电荷分布的变化,威胁直流电缆的安全运行。对160kV直流电缆切片进行了90℃和135℃不同程度的热老化试验,并利用电声脉冲法(PEA)探究了热老化对直流电缆空间电荷分布的影响。通过分析空间电荷的衰减规律并结合等温松弛理论,提出了利用PEA法分析绝缘材料陷阱特性的方法,并对老化前后试样内的陷阱特性进行了分析研究。研究结果表明,90℃热老化前期由于后交联反应,试样部分深陷阱转为浅陷阱,直流电缆内部空间电荷消散特性变好;但随着老化时间的进一步增加,试样内的陷阱深度及密度均有一定程度的增长,空间电荷积累量也随之增加。试样在135℃高温热老化情况下,内部发生强烈的热氧反应,结晶形态遭到严重破坏,陷阱能级及密度均大大增加。

大地电导率横向变化对地磁暴感应电场H极化及地磁感应电流的影响113-119

摘要:磁暴感应地电场在输电网、铁路、管线中产生地磁感应电流(GIC),对设备的正常运行产生不利影响。大地电导率的横向差异使磁暴感应地电场在海岸等复杂地质结构地区发生畸变,而“海岸效应”就是H极化情况下的一种典型畸变现象。本文考虑大地电导率的横向变化建立了分块模型,应用有限元法计算了H极化情况下磁暴感应地电流场的分布,定量分析电导率变化系数与地电场畸变现象之间的关系,揭示大地电导率横向差异对地电场分布的影响规律;假设变电站位于分界面附近,讨论电导率变化系数、变电站与分界面距离等因素对线路GIC的影响,为电网GIC的准确计算提供理论基础。

高温超导电缆交直流伏安特性测试与分析120-125

摘要:为了研究高温超导电缆在直流和交流载流情况下伏安特性的变化规律,提出基于第二代YBCO高温超导体的冷绝缘超导电缆交直流伏安特性测试方法,搭建了伏安特性测试实验系统,通过对一根0.2m长,110kV/1.5kA高温超导电缆样缆的交直流伏安特性进行测试,获得了超导电缆在直流、30Hz、100Hz和工频载流下伏安特性变化规律。结果表明,超导电缆的直流伏安特性曲线呈现E-J指数关系,且失超变化清楚,而交流下当超导电缆通流值低于直流临界值时,交流伏安特性曲线变化平缓,之后随通流能力增加后该曲线呈逐渐上升趋势,超导电缆没有出现明确的失超变化点。研究结果对于开展超导电缆运行稳定性研究提供了较大的参考价值。

基于真实乳腺模型的感应式磁声成像正问题126-133

摘要:感应式磁声成像(MAT-MI)是一种融合电阻抗成像和超声成像的多物理场成像技术。生物体结构复杂,对生物体MAT-MI研究具有重要意义和临床应用价值。正问题计算是MAT-MI的前提和基础,以MAT-MI建模与正问题求解为研究对象,分析了MAT-MI中磁声耦合问题的原理,构建了真实乳腺模型;利用广义有限元法求解了电磁场和声场正问题,获取了声源、声压分布,并对计算结果进行了误差分析。结果表明:真实模型与理想同心球模型相比,涡流密度和声源的分布、声压均发生了较大变化,在临床应用的图像重建中应予以足够重视。该计算方法可适用于真实模型MAT-MI正问题的求解,计算精度较高。

涡流式电磁声发射检测声波响应特性134-140

摘要:涡流式电磁声发射检测由于其局部非接触式加载方式,适用于恶劣环境下对金属构件损伤在线检测,同时也是对传统声发射技术的有利补充。针对不同电磁载荷条件下电磁声发射产生的声波响应问题进行深入研究。通过引入电致塑性理论和自由电子运动理论,分析涡流加载下裂纹尖端位错滑移速率变化及声发射能量释放机理,探究不同磁场方向加载下电子的定向移动对声发射响应影响,利用希尔伯特黄变换方法实现对声发射信号的特性分析。实验结果表明:电磁声发射过程中应力波特征与电磁加载条件密切相关。因此,电磁声发射过程为定向移动电子越过障碍势垒产生的特定声波响应。

基于分数阶联合卡尔曼滤波的磷酸铁锂电池简化阻抗谱模型参数在线估计141-149

摘要:电池特性建模及模型参数在线估计是电动汽车电池管理系统的关键技术,以磷酸铁锂电池这一非线性系统为研究对象,以包含分数阶元件的简化电池电化学阻抗谱模型为基础,建立了该模型的状态转移方程和系统观测方程,运用分数阶联合卡尔曼滤波器(FJKF)对该模型的扩散极化电压和模型参数进行了在线估计。试验结果表明,该模型能较好地表征磷酸铁锂电池的动态特性,分数阶联合卡尔曼滤波算法在参数估计过程中能够保持很好的精度,同时该方法对多种测试工况都有较好的适用性,算法估计得到的模型参数值具有较好的稳定性。

板式双边永磁电动悬浮电磁力计算150-156

摘要:针对现有电动悬浮模式的缺点,研究了一种由导体板和双边Halbach永磁阵列构成的悬浮系统。相比单边电动悬浮,该系统电磁阻力更小,适用于城市轨道交通。分别采用解析法和有限元法对其产生的电磁力进行计算。首先,建立了空间矢量磁位方程,通过求解该方程可得导体板中涡流分布;其次,研究了空间磁场与涡流的相互作用,得到了电磁力的2D解析表达式,建立了2D和3D有限元模型,计算了不同速度下的电磁力、磁场与涡流,并得出解析法与2D有限元法的平均相对误差为1.7%;最后,通过与单边电动悬浮对比,证明了该悬浮模式可有效提高浮阻比,减小阻力损耗。