电工材料

真空开关技术

  • 真空灭弧室电压老炼金属蒸气扩散至瓷壳内表面沉积仿真

    林宸烨;刘志远;耿英三;王建华;

    金属蒸气对真空击穿和真空灭弧室绝缘性能均有影响。本研究旨在明确真空灭弧室在电压老炼产生场发射电流条件下,触头间隙金属蒸气的扩散规律及瓷壳内壁表面的沉积情况。本文通过仿真方法,采用直接模拟蒙特卡洛方法并采用兰纳-琼斯势估算碰撞截面,计算真空灭弧室内金属蒸气的运动,研究不同屏蔽罩位置和几何形状对金属蒸气的吸收效果及金属蒸气在瓷壳上沉积情况。计算了5种真空灭弧室多重悬浮屏蔽系统在电压老炼1.5 ms后屏蔽罩的吸收率与金属在瓷壳内壁上的沉积率,并分析了不同触头开距对金属蒸气的扩散及沉积影响。仿真结果表明:在远离触头区域,金属蒸气近似呈自由粒子运动状态,瓷壳内壁特定位置会形成沉积条带,该现象与触头间隙和屏蔽罩的相对位置密切相关。主屏蔽罩的主要作用是吸收金属蒸气,随着触头开距不断增大,屏蔽罩吸收的金属蒸气量先小幅上升后下降;当动触头位置接近主屏蔽罩边界时,金属蒸气吸收率显著降低。本研究成果可为真空灭弧室屏蔽罩设计及电压老炼下金属蒸气在瓷壳表面的沉积提供依据。

    2026年01期 No.202 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2085K]
  • 真空灭弧室端部屏蔽结构与表面涂层协同优化研究

    王景石;冯明路;李昊旻;刘志远;耿英三;

    本文在真空灭弧室屏蔽罩表面涂层改性基础上,提出屏蔽结构与涂层参数协同优化方法,实现端部屏蔽区域电场均匀化调控,提升真空灭弧室绝缘裕度。首先,通过静电场仿真分析了5个参数对屏蔽罩表面电场及阴极-介质-真空三结合点电场的影响规律,5个参数包括屏蔽罩长度L、屏蔽罩与瓷壳间距D、卷边半径R、涂层厚度T及相对介电常数ε_r。然后,基于仿真结果构建随机森林模型,预测不同参数组合下的电场强度分布,结合帕累托多目标优化求解得到屏蔽结构与涂层参数的最优组合。最后,通过雷电冲击耐压试验验证了氧化铝涂层增强屏蔽罩对提升真空灭弧室绝缘水平的有效性。参数化仿真结果表明,屏蔽罩表面电场分布主要受屏蔽罩长度及其与瓷壳间距影响,涂层厚度和相对介电常数则主要作用于涂层内部场强,合适的屏蔽结构和涂层设计可抑制端部电场畸变,降低涂层局部击穿概率。协同优化最优参数范围为:L≈6.3 mm~14.9 mm、D≈2 mm~5.5 mm、R≈1.9 mm~4.8 mm、ε_r≈8.7~56.9、T≈74μm~149μm。雷电冲击耐压试验结果表明,氧化铝涂层增强屏蔽罩可使12 kV真空灭弧室的雷电冲击耐压最大值由91 kV提升至174 kV,提升幅度达91%。本文为真空灭弧室小型化设计提供了理论依据。

    2026年01期 No.202 8-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 2130K]
  • 基于改进ResNet18的252 kV真空电弧模式识别研究

    欧阳超凡;薄祥来;刘思远;刘志远;耿英三;

    采用真空断路器代替传统SF_6断路器,可有效降低SF_6温室气体排放量。研究真空电弧模式的演变,对252 kV真空断路器灭弧室的研发具有重要意义;利用深度学习网络模型能够提高真空电弧模式的识别效率。本文在残差网络结构ResNet18模型中集成卷积块注意力机制,评估不同网络深度集成模型的性能,并与原始ResNet18模型进行对比分析。结果表明,在ResNet18模型深层残差块集成卷积块注意力机制,能够提高模型的电弧图像识别性能,识别准确率达98.12%,集成后的模型能够对252kV真空电弧模式图像实现精确、稳定的识别。

    2026年01期 No.202 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K]

新能源材料

  • 化学还原法制备高分散性超细银粉的研究

    周克武;何正海;童意平;金扬灯;孔欣;

    采用化学还原法,通过3种不同还原剂体系(氨水-水合肼、抗坏血酸、氢氧化钠-葡萄糖)可从硝酸银溶液中制备出高分散性超细银粉。具体工艺如下:采用氨水-水合肼还原体系时,需控制反应pH处于10~10.5,且快速加入水合肼溶液,可制备出D_(50)=1.15μm的超细银粉;采用抗坏血酸溶液还原时,控制反应pH为6,可制备出D_(50)=1.53μm超细银粉;采用氢氧化钠-葡萄糖还原体系时,需先通过氢氧化钠与硝酸银反应生成氢氧化银晶粒,作为稳定粒径和高分散性的前驱体,再快速加入葡萄糖溶液进行反应,可制备D_(50)=0.80μm的超细银粉。

    2026年01期 No.202 25-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1400K]
  • 直流负载条件下AgSnO2In2O3触头材料电性能研究

    金扬灯;张秀芳;柏小平;李杰;李浩亳;

    分别采用预氧化法和合金内氧化法制备AgSnO_2In_2O_3材料及铆钉,系统研究了不同制备工艺对银氧化锡触头材料显微组织、物理性能及电性能的影响。结果表明:合金内氧化法制备的AgSnO_2In_2O_3材料经多次挤压后,氧化物颗粒细小、分布均匀且致密,其密度、电阻率、抗拉强度、硬度均优于预氧化法制备的材料,但断后伸长率反之;在DC13.5 V、25 A阻性负载试验条件下,合金内氧化法制备的AgSnO_2In_2O_3材料在燃弧能量、燃弧时间及熔焊力等电性能指标均优于预氧化法制备的材料,且触点损耗更小,具有更高的耐电弧侵蚀性能。

    2026年01期 No.202 30-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 783K]
  • AgSnO2触头材料在Ni、Fe元素掺杂下的影响研究分析

    杨鑫;李中祥;邓逸天;程思远;

    在触头材料的发展历程中,AgCdO曾扮演重要角色,凭借其优异的性能,该材料一度被评为“万能触头材料”,但其在使用的过程中被发现会产生有毒物质、污染环境,因此逐渐被环境友好型材料AgSnO_2所替代。当前,随着时代的发展,相关应用领域对材料性能的要求不断提高,AgSnO_2触头材料的性能也需进一步优化。采用元素掺杂的方法,通过改变SnO_2的晶体结构以优化其性能,进而提升AgSnO_2触头材料的综合性能,已成为较为实用的技术路径。利用CASTEP软件开展模拟仿真研究发现:向AgSnO2材料中引入掺杂元素,可有效减小其晶格单元体积与晶格参数,从而增强材料的稳定性;热学性能分析结果显示,Ni、Fe共掺杂体系的焓热、熵热及自由能数值更加优异,说明掺杂可有效提升材料的热稳定性。

    2026年01期 No.202 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1054K]
  • 不同温度、钉脚直径对铆钉型电触点铆接间隙的影响

    肖辉;缪循晓;张湘龙;姚永锋;颜小芳;李杰;宋林云;

    探究了不同温度及铆钉钉脚直径对铆钉型电触点与铆接件铆接间隙的影响,研究了上述两种因素与铆接间隙的关系。结果表明:在相同铆钉规格与铆接条件下,温度越高,铆接间隙越大;在相同温度与铆接条件下,铆钉钉脚直径越大,铆接间隙越大。本研究结果可为铆钉型电触点铆接失效机理分析提供理论依据与技术参考。

    2026年01期 No.202 39-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 976K]
  • 球磨制备Nd6Fe13Pd/Nd2Fe17多相合金的微观组织及磁性能研究

    张芷毓;林志成;张利;代志豪;李林;杜玉松;

    通过球磨制备了不同球磨时间的Nd_6Fe_(13)Pd/Nd_2Fe_(17)多相合金系列样品,并对其开展了结构和磁性能表征。研究结果表明:合金样品均两相共存,合金的平均粒径随着球磨时间的增加逐渐减小;合金样品在低温下为铁磁态,随着温度的升高,在166 K和326 K时经历了连续两次磁转变,分别对应于Nd_6Fe_(13)Pd相和Nd_2Fe_(17)相的磁相变温度;球磨5 min的(1-x)Nd_6Fe_(13)Pd/x Nd_2Fe_(17)(x=0.1,0.2)合金样品最大磁熵变分别为2.4 J·kg~(-1)·K~(-1)、2.6 J·kg~(-1)·K~(-1),相应的制冷量RC值为336 J·kg~(-1)、350 J·kg~(-1),对应的工作温区为127 K、130 K;磁熵变和制冷量均随着合金中Nd_2Fe_(17)含量增加而提升,且Nd_6Fe_(13)Pd/Nd_2Fe_(17)多相合金样品在更宽的温度范围内展现出了优越的磁热效应,有望成为新型磁制冷材料的候选材料。

    2026年01期 No.202 43-48+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K]
  • 电装工艺材料国产化替换的成本效益分析与优化策略

    赵琳;卢立东;

    以某研究所装备制造部为例,深入分析了电装工艺材料国产化替换的成本效益,系统探讨了国产化替换在降低成本、提升供应链稳定性和促进技术创新等方面的优势。结合成本效益分析和国产化替换实践,提出优化供应链管理、推动技术创新、完善政策支持和强化人才培养等策略。研究结果可为相关企事业单位和政策制定者提供科学的决策参考,有助于推动电装工艺材料国产化替换的深度落地,提升国内电子制造业的核心竞争力,进而实现更大的经济效益和社会效益。

    2026年01期 No.202 49-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1012K]
  • 热处理对SmLa0.2Fe11Ti合金薄带相组成和磁性能的影响

    杨正礼;英惟一;李林;姚青荣;王江;

    本研究采用电弧熔炼和熔体快淬技术制备了SmLa_(0.2)Fe_(11)Ti合金薄带,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和综合物性测试系统(PPMS-9T)研究了不同热处理工艺对SmLa_(0.2)Fe_(11)Ti合金薄带的相组成、相结构和磁性能的影响。X射线衍射(XRD)试验结果表明,SmLa_(0.2)Fe_(11)Ti合金薄带主要由ThMn_(12)结构的1∶12相、α-Fe相、Fe_2Ti相、α-La相和非晶相组成。通过优化热处理工艺能够促进1∶12相的形成,有效增强合金薄带中软磁α-Fe相和硬磁1∶12相之间的交换耦合效应,但过高的热处理温度会导致α-Fe相的大量形成,削弱有效的交换耦合效应。经700℃热处理30 min后,合金薄带获得最佳的磁性能,具体参数为:H_(cJ)=3.83 kOe、B_r=6.23 kGs、M_s=9.16 kGs、M_r/M_s=0.68、(BH)_(max)=6.94 MGOe。

    2026年01期 No.202 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1475K]

新型电力系统

  • 400 V配电系统单相接地越级跳闸分析及解决方案研究

    杨浩旋;

    通过计算分析,深入探究了某临时用潜水泵单相接地引发越级跳闸的原因,并对该场景下仅依赖塑壳断路器自带的保护功能的局限性进行研究,提出一种采用相地保护装置加塑壳断路器分励脱扣模块组合保护的解决方案。该方案对设备保护装置的设计选型和维护检修具有重要的参考价值,同时能大幅提升低压配电系统运行的可靠性。

    2026年01期 No.202 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1077K]
  • 含分布式电源的配电网故障诊断技术探究

    张渊;刘杨;崔缙;

    本文探讨了含分布式电源的配电网故障诊断技术,重点研究了Agent技术在该类配电网故障诊断中的应用。通过融合多源数据,构建了基于多Agent系统(MAS)的故障诊断架构,并详细阐述了电气量与开关量两种诊断判据。在此基础上,提出了MAS框架下的常规监测与故障诊断模式,为含分布式电源的配电网快速准确故障诊断提供了一种有效的技术方案。

    2026年01期 No.202 64-67+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1552K]
  • 基于PSO-BP神经网络的V2G直流充电桩故障预测方法

    郑闻麟;唐鹏举;

    针对当前客户侧光伏-充电桩缺乏高效故障检测方法的问题,提出了一种改进BP神经网络初始阈值与权值的充电桩故障检测方法。具体实施步骤如下:首先,对充电桩直流侧电压等历史数据进行处理;其次,针对BP神经网络收敛速度慢及预测效率低等缺陷,采用粒子群优化算法对神经网络的初始阈值及权值进行优化调整;最后,将处理后的数据输入神经网络,对输出结果进行预测分析。仿真结果表明,该方法可有效预测充电桩运行故障,在充电桩故障检测方面具有现实意义。

    2026年01期 No.202 68-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1744K]
  • 智能变电站配置文件“模实一致性”校核技术研究

    张立志;张伟;付凯鹏;胡佳佳;

    针对智能变电站配置文件多版本差异导致应用困难、容易出错等问题,运维人员需开展不同配置文件的一致性校核工作,以排查文件是否不一致。由于智能变电站配置文件格式与内容存在差异,不同工具在开展配置文件可视化查看、模型比对等方面存在功能差异,且针对不同类型配置文件缺少简洁易懂的归一化策略以实现一致性校核比对,导致相关技术应用受限。本研究基于典型配置文件归一化CRC的配置文件“模实一致性”校核技术,针对有CRC码的典型配置文件,读取多源配置文件的CRC信息作为其唯一性标识;针对无CRC码的典型配置文件,按照固定的CRC算法计算并输出表征有效配置信息的唯一性标识,基于该唯一性标识,比对模型配置文件和实际配置描述的一致性,最终实现智能变电站配置文件“模实一致性”校核。

    2026年01期 No.202 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2018K]
  • 基于改进PSO算法和变权理论的充电桩安全风险综合评价

    蒋晶晶;

    针对电动汽车充电桩既影响电网安全稳定经济运行,又存在自身安全风险的问题,系统梳理了电动汽车充电系统的安全风险情况,并识别出了风险因子,进一步考虑了电动汽车接入对电网经济运行的影响及充电桩运行条件,创新提出构建四层指标体系,以综合评价电动汽车充电桩安全风险。同时,采用改进PSO算法优化的组合赋权法和变权理论对电动汽车充电桩开展安全风险评价,有效提升了评价结果的准确性。仿真结果表明,基于本文提出的评价体系与评价方法,可以有效提升电动汽车充电桩安全风险综合评价的灵敏度。

    2026年01期 No.202 78-86+90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1847K]
  • 基于图神经网络的电力市场价格预测方法

    张海涛;

    电力市场价格预测在能源管理与电力市场运营中至关重要。传统的预测方法在处理复杂电网结构和时间序列数据时存在局限性,难以充分捕捉节点间的空间关联和动态特性。图神经网络(Graph Neural Networks,GNN)以其强大的图结构处理能力,能够有效挖掘电力网络中各节点的关系,为电力市场价格预测提供了新的技术路径。本文提出了一种基于图神经网络的电力市场价格预测模型,通过构建电网拓扑结构图,利用图卷积神经网络和时间卷积模块,实现电力价格的高精度短期预测。

    2026年01期 No.202 87-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1044K]
  • 考虑用户需求响应的主动配电网运行优化方法

    汤大猷;李晨;邹丹贵;向乃瑞;

    为降低主动配电网(Active Distribution Network,ADN)运行成本并减少负荷调节对用户的影响,提出一种考虑用户需求响应的ADN运行优化方法。综合考虑调度周期内ADN的各类成本与网络损耗,构建以ADN综合成本最小为目标、用户满意度为约束条件及考虑用户需求响应的主动配电网运行优化模型。采用蝴蝶优化算法(Butterfly Optimization Algorithm,BOA)求解该模型,并设置三种不同场景进行对比分析。结果表明,同时考虑电价响应和激励响应时的综合成本最小,该场景下的综合成本为59 054.76元,相比仅考虑电价响应和仅考虑激励响应时分别降低了13 889.60元和1504.45元,所获ADN运行方案不仅提升了ADN的经济性,还兼顾用户满意度,验证了所提ADN运行优化方法的有效性。

    2026年01期 No.202 91-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1830K]
  • 考虑新型碳交易机制下含P2G装置的综合能源系统优化调度

    柏睿;李明;桑希涛;

    在“双碳”背景下,环境可持续发展是核心目标之一,研究综合能源系统低碳经济运行策略是降低碳排放的有效途径。具体研究思路如下:首先,对综合能源系统中各设备的碳排放进行定量核算,并构建综合能源系统的阶梯式碳交易机制模型;其次,考虑到系统可再生能源的利用率,在系统中增设P2G装置和储氢装置;再次,以综合能源系统低碳经济为目标,建立能源低碳综合优化模型,并采用CLPEX Commercial求解器对模型进行求解;最后,从多场景多方面验证该策略的有效性。

    2026年01期 No.202 98-101+107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K]
  • 基于FCM-Fréchet的光伏出力相似日聚类

    刘慧杰;刘倩;

    光伏发电受环境温度、天气、湿度等因素影响,具有较强的随机性。本文综合考虑样本数据的数值相似性与形态相似性,提出一种基于FCM-Fréchet的相似日聚类方法。具体步骤如下:首先,基于样本数据的数值相似性,采用FCM算法进行聚类,得到多个聚类集合及其中心;然后,依据数据的形态相似性,利用Fréchet距离对FCM聚类结果进行修正,提高聚类结果的准确性;最后,仿真验证表明,该方法对晴天、阴天、雨天相似日聚类的自相关系数分别为0.959、0.837、0.499,均高于其他传统聚类算法,聚类准确度更高。

    2026年01期 No.202 102-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1596K]
  • 考虑用户侧电力和氢气需求响应的综合能源系统的最优调度策略

    肖乐;桑希涛;陈鑫;

    传统综合能源系统在需求侧普遍存在用户参与响应不积极、负荷时间的维度差异的问题,为此,提出了一种考虑用户侧电氢需求响应的综合能源系统最优调度策略。具体研究路径如下:首先,在用户侧将电、氢负荷划分为固定负荷、可时移负荷及可减载负荷3类;其次,在综合能源系统目标函数中引入需求响应的补偿成本,对其进行优化调度;其三,采用Cplex对模型求解;最后,设置不同场景进行对比仿真。仿真结果表明,电氢耦合调度与需求响应中电氢负荷的交互作用不仅能显著降低系统的运行成本,还能减小峰谷负荷差。

    2026年01期 No.202 108-111+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
  • 电力系统智能识别多功能驱鸟器设计与应用

    陈潞;应宏伟;徐佳奇;王雪梅;王震;杨军;

    为进一步提升电力系统智能驱鸟效果,保障电力系统运行的安全性、稳定性、可靠性,避免不必要的经济损失,结合相关工作经验,以当前电力系统鸟害发生背景、具体表现等要素为切入点,从需求分析、原理设计、功能分析、实践过程及应用脉络出发,探讨了电力系统智能识别多功能驱鸟器设计与应用,为相关工程实践提供参考。

    2026年01期 No.202 112-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1093K]
  • 基于大数据的电力线路线损故障分析与预测研究

    南天宇;赵圭鑫;张君;杨国伟;王吉磊;

    近年来,大数据技术的迅猛发展为电力线路的线损故障分析与预测提供了新的思路和方法。大数据技术以其强大的数据处理和分析能力,通过收集并分析电力线路的历史运行数据、设备状态监测数据、气象数据等多源异构数据,可构建精确的故障预测模型,实现对电力线路未来运行状态的精准预测与故障预警。本文先对电力线损及其故障类型与原因进行概述,进而结合大数据分析相关技术,提出电力线路线损故障的分析与预测方法。

    2026年01期 No.202 117-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 972K]
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