采用“晶界特征分布”优化提升变压器铜绕组的抗油硫腐蚀性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51677015
  • 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

Sulfur corrosion phenomenon is one of factors led the insulation failure of oil immersed substation equipment. The resistivity and dielectric loss increased after the deposition and diffusion of corrosion product in oil-paper. This study focused on the method of inhibiting sulfur corrosion which based on copper itself: Based on the optimization of “grain boundary character distribution”, the grain boundary and grain size could be controlled by processing and heat treatment. The sulfur corrosion resistance of copper winding improved as well as mechanical property and conductivity. Then, the sulfur corrosion resistance of copper winding and its effects on insulation properties will be studied under various conditions (temperature、concentration of corrosive sulfur、oxygen etc.), especially under long-term electrical-thermal aging. Meanwhile, the first-principles calculation and molecular dynamics simulations are used to study the formation energy and process of grain boundary transformation. The mechanism for sulfur corrosion resistance of copper winding will be investigated. Through the exprimental results and theoretical analysis in this project, the optimum process and heat treatment parameters will be obtained to improve performance of copper winding. And the mechanism of sulfur corrosion resistance for copper winding will be revealed. The work not only has important academic research values, but also are important to the safe and stable operation for transformer and the entire grid, even for extending the service life of power equipment.
本课题针对一种引发油浸式变电设备中油纸绝缘故障的因素-油硫腐蚀现象,即由于腐蚀产物沉积与扩散导致的绝缘油纸电阻率降低,介损增加的现象,从铜绕组材料本身出发,提出抑制油硫腐蚀方法:采用“晶界特征分布”优化变压器铜绕组加工与热处理工艺,调控晶界与晶粒尺寸,提升其抗油硫腐蚀性能,并同步提升其导电性能和力学性能;并研究在温度、腐蚀性硫浓度、氧气、电场等因素影响,尤其是长期电-热协同老化过程中铜绕组的抗油硫腐蚀性能及其对油纸绝缘特性的影响;同时通过第一性原理和分子动力学计算并模拟晶界转化能量和过程,探索铜绕组抗油硫腐蚀机理。预计通过本项目的试验及理论分析研究结果,获得铜绕组最优加工和热处理工艺,同步提升铜绕组抗油硫腐蚀性能、力学性能和导电性能;揭示铜绕组抗油硫腐蚀机理。研究不但具有重要的理论学术价值,而且对于保证变压器乃至整个电网的安全稳定运行、延长变压器等电气设备的使用寿命具有重要意义。

结项摘要

本项目针对引起油浸式电力设备的油硫腐蚀现象,提出基于晶界特征分布(GBCD)通过优化铜绕组生产工艺中形变和热处理参数,调控绕组内部特殊晶界含量及分布,有效提升绕组的抗腐蚀性能,并同步提升其导电率和力学性能。然后探究了晶界特征分布优化后的绕组在不同影响因素及长时间热、电热联合作用下的抗腐蚀性能及其对油纸绝缘的影响。最后分别从电化学(反应动力学)和反应热力学两个不同角度揭示了晶界特征分布优化绕组抗腐蚀机理。通过研究项目取得主要成果有:.1. 采用晶界特征分布优化变压器铜绕组,在兼顾绕组导电率及力学性能的前提下,获得了绕组抗腐蚀性能优异的形变和热处理工艺参数。探究了绕组形变量、轧制道次、退火温度以及退火时间对绕组晶界特征分布的影响;.2. 研究了晶界特征分布优化绕组在不同影响因素下的抗腐蚀性能及其对油纸绝缘特性的影响。温度的升高、DBDS浓度的增加、氧气的存在以及电场强度的增大并没有加速优化绕组的腐蚀,绝缘油及绝缘纸上铜元素含量相对较低,油纸绝缘性能相对较好;.3. 研究了晶界特征分布优化后绕组在长时间热及交、直流电热联合作用下的抗腐蚀性能及其对油纸绝缘特性的影响。试验结果表明,优化后的绕组随腐蚀时间的延长并没有发生明显的腐蚀,具有优异的抗腐蚀性能,绝缘油和绝缘纸上铜元素含量较低,油纸绝缘性能受腐蚀影响较小;.4. 分别从特殊晶界的分布、反应热力学角度揭示了晶界特征分布优化绕组抗腐蚀的机理。优化后的绕组因具有大量特殊晶界不但降低了绕组界面能,还打断了随机晶界网络结构,阻断了绕组的腐蚀通道;得出优化后的绕组与腐蚀性硫的反应温度为135.2℃,活化能为32557.62J/mol,均高于普通绕组;从而表现出更加优异的抗腐蚀性能。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(8)
专利数量(4)
Fabrication of Ultralow Ice-Adhesion Slippery Liquid Infused Porous Surfaces on Aluminum Alloy (7075-T651)
铝合金上超低冰粘附滑液注入多孔表面的制造 (7075-T651)
  • DOI:
    10.3390/coatings10111025
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Coatings
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Yuan Yuan;Wang Liang;Liu Guoyong;Liao Ruijin
  • 通讯作者:
    Liao Ruijin
Influence of grain boundary character distribution and random high angle grain boundaries networks on intergranular corrosion in high purity copper
晶界特征分布和随机大角度晶界网络对高纯铜晶间腐蚀的影响
  • DOI:
    10.1016/j.matlet.2019.07.125
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Materials Letters
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Yuan Yuan;Jiang Youdong;Zhou Jiang;Liao Ruijin
  • 通讯作者:
    Liao Ruijin
基于晶界工程技术提升变压器绕组抗油硫腐蚀性能的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    腐蚀科学与防护技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周江;袁媛
  • 通讯作者:
    袁媛
Anti-icing performance of ZnO/SiO2/PTFE sandwich-nanostructure superhydrophobic film on glass prepared via RF magnetron sputtering
射频磁控溅射玻璃上ZnO/SiO2/PTFE夹心纳米结构超疏水薄膜的防冰性能
  • DOI:
    10.1016/j.matlet.2017.06.127
  • 发表时间:
    2017-11
  • 期刊:
    Materials Letters
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Liao Ruijin;Li Chao;Yuan Yuan;Duan Yizheng;Zhuang Aoyun
  • 通讯作者:
    Zhuang Aoyun
腐蚀性硫浓度对“晶界工程”优化铜绕组抗油硫腐蚀性能的影响
  • DOI:
    10.11903/1002.6495.2017.114
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    腐蚀科学与防护技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许云洁;袁媛;周江;何潇;廖瑞金
  • 通讯作者:
    廖瑞金

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  • 通讯作者:
    2.Institute of Chinese Materia Medica,China Academ
股指期货对现货市场微观结构影响研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
    袁媛;周志中
  • 通讯作者:
    周志中

其他文献

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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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