外绝缘表面液滴吸附生长模型及诱发沿面放电闪络机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51677128
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0705.高电压与放电
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

With the rapid development of offshore power generation, it is urgent to enhance the operating reliability of coastal region power networks. From the viewpoint of potential influence of coastal meteorology on the electrical performance of outdoor insulators, the purpose of this project is to investigate the absorption and growth modeling of water droplets and their effects on the process and mechanism of surface discharges on outdoor insulator. Based on the established experimental system for artificial simulation of atmospheric conditions, by using the methods of experimental investigation, theoretic analysis and numerical simulation, the first step is to investigate the absorption, nucleation, growth, coalescence, distribution characteristics and heat transfer mechanism of water droplets on the insulator surface. Following this, the modeling of heat transfer density and dropwise condensation can be established to obtain both static and dynamic distributions, the droplet size and related influencing factors. Then, by using simultaneous detecting techniques of discharge current and discharge light, both electrical and luminous characteristics can be obtained during the process of inception and propagation of streamer discharge and arcing formation affected by the varying parameters of water droplets. The characteristic parameters of surface discharges include discharge inception, path and velocity of discharge propagation, discharge patterns, discharge intensities (discharge energy and luminous intensity of discharge light) and arcing parameters (arcing radii, propagating length, distribution and dynamic alternation). The parameters of water droplets considered in this project are droplet type, droplet size, PH level, absorption amounts and distributing characteristics. Thus, the variation tendency and relationship between the discharge characteristics and the water droplet parameters can be obtained. After these, the simulation and calculation will be carried out by using finite element method to analyze the charge and size effects of water droplets on the potential distribution and the electric field distortion on the insulator surface. Finally, both the theoretical analysis and simulation model can be obtained for streamer discharge and arcing formation induced by water droplets. Therefore, the influencing factors and mechanism can be investigated to reveal the process and transition of streamer discharge inception, propagation and arcing formation. The research results and experimental system founded in this project will be useful to the investigation on surface discharge mechanism of outdoor insulator in coastal regions, which can further be helpful to enhance the operating reliability of coastal region power networks.
海上风电规模不断扩大对沿海地区电网运行可靠性的要求日益提高。本课题以探索沿海电网外绝缘表面液滴吸附生长模型及诱发沿面放电闪络机理为研究目标,采用实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法研究外绝缘表面液滴吸附、成核、生长、合并、分布特征与传热机理,建立外绝缘表面热流密度与滴状凝结模型,获取液滴静态与动态特征函数及宏微观影响因素;采用放电电流与放电光学同步检测技术获取液滴静态与动态参数下外绝缘表面流注起始、发展以及电弧形成过程中电、光特征量,建立液滴参数(类型、尺寸、酸碱度、吸附量、分布特征)对放电起始、发展路径与发展速度、放电图谱、放电强度(能量与光强)以及电弧特征(直径、长度、分布与动态交替)的影响规律;基于有限元仿真计算分析液滴静态与动态参数对表面电位分布与电场畸变的影响,揭示液滴诱发外绝缘沿面放电起始、发展与转换机理,为提升沿海地区电网外绝缘运行可靠性奠定理论与实验基础。

结项摘要

针对海上发电规模不断扩大对沿海地区电网运行可靠性的要求日益提高,项目建立了沿海电网外绝缘表面液滴吸附生长模型及诱发沿面放电闪络的建模仿真与实验测量系统与方法,研究了外绝缘(硅橡胶和陶瓷绝缘子)表面液滴吸附、成核、生长、合并、分布特征与传热机理,获取了不同液滴参数(体积和电导率)、表面张力、接触角和施加电压对液滴静态、动态特征和表面电场最大值的影响规律,基于搭建的放电电流与放电光学同步检测技术获取了液滴参数(类型、尺寸、酸碱度、吸附量、分布特征)对放电起始、发展路径与发展速度、放电图谱、放电强度(能量与光强)以及电弧特征(直径、长度、分布与动态交替)的影响规律,揭示了外绝缘表面液滴吸附凝结及其诱发外绝缘沿面放电和闪络的机理,为提升沿海地区电网外绝缘运行可靠性奠定理论与实验基础。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(11)
专利数量(4)
Temperature and trap distribution dependence of electrical tree growth characteristics in polypropylene/elastomer blends for recyclable cable insulation
用于可回收电缆绝缘的聚丙烯/弹性体共混物中电树生长特性的温度和陷阱分布依赖性
  • DOI:
    10.1049/iet-smt.2018.5382
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    IET SCIENCE MEASUREMENT & TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Gao, Yu;Li, Jing;Liu, Yong
  • 通讯作者:
    Liu, Yong
Preparation and ion conduction of Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 solid electrolyte films using radio frequency sputtering
射频溅射Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3固体电解质薄膜的制备及离子传导
  • DOI:
    10.1016/j.ssi.2020.115224
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Solid State Ionics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zhijian Sun;Lei Liu;Bao Yang;Qiran Li;Bing Wu;Jintao Zhao;Lei Ma;Yong Liu;Hongli An
  • 通讯作者:
    Hongli An
Self-Normalizing Multivariate Analysis of Polymer Insulator Leakage Current Under Severe Fog Conditions
严重雾条件下聚合物绝缘子漏电流的自归一化多元分析
  • DOI:
    10.1109/tpwrd.2017.2650214
  • 发表时间:
    2017-06-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Liu, Yong;Du, Boxue X.;Farzaneh, Masoud
  • 通讯作者:
    Farzaneh, Masoud
Dynamic formation mechanism of water droplet and induced surface discharges on silicone rubber composites
硅橡胶复合材料上水滴的动态形成机制和诱导表面放电
  • DOI:
    10.1049/hve.2018.5082
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    High Voltage
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Liu Yong;Wu Yafeng;Du Boxue
  • 通讯作者:
    Du Boxue
Numerical Investigation on Collision of Pollution Particles on Outdoor Insulators
污染颗粒对室外绝缘子碰撞的数值研究
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2914075
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Liu Yong;Kong Xianghuan;Du Boxue;Li Jin;Sun Jingsheng
  • 通讯作者:
    Sun Jingsheng

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其他文献

气候变化背景下京津风沙源区人类活动对植被影响的量化分析
  • DOI:
    10.13287/j.1001-9332.202006.005
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    应用生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于璐;武志涛;杜自强;张红;刘勇
  • 通讯作者:
    刘勇
TRPC Channels in Health and Disease.
TRPC 健康与疾病渠道。
  • DOI:
    10.1007/978-94-024-1088-4_4
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Adv Exp Med Biol.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tai Y;杨盛莲;刘勇;邵伟
  • 通讯作者:
    邵伟
川芎嗪对大鼠局部脑缺血后空间学
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    西安交通大学学报(医学版) 2006,27(2):127-131
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵建军;刘勇;陈新林;刘建新
  • 通讯作者:
    刘建新
直流电压自控制三电平变流器的中点电压波动机理
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王颢雄;马伟明;肖飞;刘勇;陈明亮
  • 通讯作者:
    陈明亮
基于线性分配和Choquet积分的多值区间中智多属性决策方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    控制与决策
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨威;王成军;刘勇
  • 通讯作者:
    刘勇

其他文献

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污泥堆肥腐殖酸与富里酸的溶液结晶过程及分子组装机理
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AI项目解读示例

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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