基于金属氧化物气敏传感器的空气绝缘电力设备放电分解特征组分检测方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51877170
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0705.高电压与放电
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Discharge faults in air insulated power equipment happen frequently with severe consequences, and seriously threaten the security of the power system. The characteristic components of discharge decomposition can directly reflect the state of discharge faults and thus urgently need a reliable detection method. Metal oxide gas sensors are widely applied in the field of gas detection, but with difficulty in the selection of gas-sensing materials, high working temperature and poor identification of mixed gases. In order to detect the characteristic components of discharge decomposition with metal oxide gas sensors, the research will be carried out as follows. (1) A method , combining first principle calculation and in situ measurement, is proposed to select suitable metal oxide materials for detecting the characteristic components of discharge decomposition; (2) microstructure regulation and modification with graphene-like materials are adopted to reduce the optimum working temperature of metal oxide and improve the sensing properties; (3) a virtual sensor array is constructed with dynamic heating mode, and an intelligent pattern recognition method based on deep convolution neural network is designed to achieve reliable detection of the characteristic components of discharge decomposition. This project will provide a reliable method to detect the characteristic components of discharge decomposition in air insulated power equipment, and lay a foundation both in theory and method for online monitoring of discharge faults.
空气绝缘电力设备放电故障频发且危害大,严重威胁电力系统安全。放电分解特征组分可以直接反映设备放电故障情况,因此亟需一套可靠的检测空气绝缘设备放电分解特征组分的方法。金属氧化物气敏传感器广泛应用于气体检测领域,但仍存在以下问题:气敏材料筛选困难、工作温度高和混合气体识别能力差。为了应用金属氧化物气敏传感器开展放电分解物检测,本项目拟从以下几个方面开展研究:(1)采用第一性原理计算和原位测量相结合的方法,筛选可用于放电分解特征组分检测的金属氧化物气敏材料;(2)通过微观结构调控和类石墨烯材料修饰,降低金属氧化物的最佳工作温度,提高其气敏性能;(3)采用动态加热模式构筑虚拟传感器阵列,设计深度卷积神经网络智能模式识别方法,实现对放电分解特征组分的可靠检测。基于以上研究,本项目将提出一套可靠的空气绝缘电力设备放电分解特征组分检测方法,为放电故障在线监测奠定理论和方法基础。

结项摘要

空气绝缘电力设备放电故障频发且危害大,严重威胁电力系统安全。放电分解特征组分可以直接反映设备放电故障情况,亟需一套可靠的检测空气绝缘设备放电分解特征组分的方法。首先,本项目构建了特定晶面暴露的碲烯、磷化锗、以及二硫化钼二维材料模型,结合第一性原理计算与原位实验,分析揭示了气敏材料与不同空气放电特征分解物的作用机制。之后,合成了碲烯与Cu2Se二维材料,实现了对空气放电特征分解物NO2和CO的高灵敏度检测,阐明了分级结构调控对CNTs-MoS2传感器性能的优化作用,提出了基于多指标综合评估的气敏材料筛选方法。然后,采用脉冲温度调制的方式构建出虚拟传感器阵列,扩容传感器阵列的物理规模,改善了传感器的线性度。最后,采用深度神经网络提取可迁移的特征,构建了基于自注意力机制的气体组分浓度识别模型,实现了对不同类型、不同功率下的空气放电故障检测,证明了本项目的研究成果有着巨大的应用潜力。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Tellurene Nanoflake-Based Gas Sensors for the Detection of Decomposition Products of SF6
用于检测 SF6 分解产物的碲烯纳米片气体传感器
  • DOI:
    10.1021/acsanm.0c01214
  • 发表时间:
    2020-08-28
  • 期刊:
    ACS APPLIED NANO MATERIALS
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Wang, Dawei;Pan, Jianbin;Rong, Mingzhe
  • 通讯作者:
    Rong, Mingzhe
Tunable Adsorption Behavior of Small Molecule on GeP Monolayer by Applied Strain and Electric Field
通过施加应变和电场可调节小分子在 GeP 单层上的吸附行为
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2020.146257
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Chunping Niu;Tiansong Lan;Dawei Wang;Jianbin Pan;Jifeng Chu;Chaoyu Wang;Huan Yuan;Aijun Yang;Xiaohua Wang;Mingzhe Rong
  • 通讯作者:
    Mingzhe Rong
Multivariate Evaluation Method for Screening Optimum Gas-Sensitive Materials for Detecting SF6 Decomposition Products
筛选用于检测SF6分解产物的最佳气敏材料的多元评价方法
  • DOI:
    10.1021/acssensors.0c00463
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Sensors
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Jifeng Chu;Xu Yang;Aijun Yang;Dawei Wang;Huan Yuan;Xiaohua Wang;Mingzhe Rong
  • 通讯作者:
    Mingzhe Rong
Lightweight Neural Network for Gas Identification Based on Semiconductor Sensor
基于半导体传感器的轻量级气体识别神经网络
  • DOI:
    10.1109/tim.2021.3135503
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Jianbin Pan;Aijun Yang;Dawei Wang;Jifeng Chu;Fangfei Lei;Xiaohua Wang;Mingzhe Rong
  • 通讯作者:
    Mingzhe Rong
Virtual Alternating Current Measurements Advance Semiconductor Gas Sensors’ Performance in the Internet of Things
虚拟交流测量提高了半导体气体传感器在物联网中的性能
  • DOI:
    10.1109/jiot.2021.3108799
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    IEEE Internet of Things Journal
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Dawei Wang;Jianbing Pan;Xianbo Huang;Jifeng Chu;Huan Yuan;Aijun Yang;Nikhil Koratkar;Xiaohua Wang;Mingzhe Rong
  • 通讯作者:
    Mingzhe Rong

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其他文献

Broadband tunable optical amplification based on modulation instability characteristic of high-birefringence photonic crystal fibers
基于高双折射光子晶体光纤调制不稳定性特性的宽带可调谐光放大
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  • 发表时间:
    2013-07
  • 期刊:
    Chin. Phys. B
  • 影响因子:
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  • 作者:
    王河林;杨爱军;冷雨欣
  • 通讯作者:
    冷雨欣
高维分数阶非线性微分系统正解的存在性
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨爱军;王定江
  • 通讯作者:
    王定江
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    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    催化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡全红;黎先财;杨爱军;杨春燕
  • 通讯作者:
    杨春燕
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    统计与决策
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨爱军;孟德锋
  • 通讯作者:
    孟德锋
制备条件对磷化钼催化剂重整性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    南昌大学学报(人文社会科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林迎春;黎先财;杨爱军;郭辉瑞
  • 通讯作者:
    郭辉瑞

其他文献

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杨爱军的其他基金

基于SF6稳态分解产物的断路器电寿命评估机理的研究
  • 批准号:
    51407136
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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