研究背景

n脉冲功率技术是能产生各种强电脉冲功率输出的技术,在核聚变点火、电磁能武器、工程预裂和
   物理研究等领域有重要应用。
 
n电容器和电缆是脉冲功率发生和传输的重要设备,是脉冲功率技术发展的重要支撑
        
 

脉冲装置向大功率方向发展,对电容器和脉冲电缆的电气绝缘性能提出更高要求,迫切需要提升电

介质材料和设备性能

创新成果一

学术成果一:提出电介质储能和耐温的协同提升机制

 

n问题:储能密度和温度稳定性对分子运动活性需求的矛盾
 
n策略:复合聚合物相间相互作用空间限制效应提升性能
 
n实现了PVDF使用温度从70℃提升至120℃高温储能密度6-8J/cm3
 

创新成果二

学术成果二:提出脉冲电容器高温绝缘性能提升方法

n通过聚合物等规度和分子量分布匹配研究,将电容器介质工作温度从105 ℃ 提高至120 ℃ ,满足深井应用要求
 
n研发了电容器样机7套,实现120℃条件下电容样机寿命大于4000的突破,大港油田现场深井下试验正常工作,支撑了页岩油开发可控冲击波压裂技术的基础研究国家重点研发计划执行。
 
   
                          电容器样机实验室试验
 
   
                       大港油田深井下致裂试验

创新成果三

学术成果三:揭示高压脉冲电缆的绝缘性能劣化机制

n建立了时变负载特性的纳秒级快脉冲传播电缆信道模型,掌握了电缆分布式参数与负载匹配特性下的电缆绝缘损伤机制。
 
n支撑了国产化高压脉冲电缆(峰值500kV/15kA、脉宽100ns )的研发和应用试验,目前于闪光照相平台脉冲放电超百次无异常,支撑了武器毁伤效应评估。
 
n支撑脉冲电缆团体标准编写500kV及以下脉冲电缆试验导则)。
   脉冲电缆与负载匹配特性                  国产化高压脉冲电缆并应用与闪光照相平台

论文期刊

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论文标题 作者 发表/完成日期 期刊名称
半互穿网络结构提升聚偏氟乙烯基材料储能温度稳定性 刘泳斌,徐雅婷,吴明,等. 2024-06-30 高电压技术
Remarkably enhanced piezoelectric temperature stability in lead-free ferroelectrics by modulating element diffusion at laminated interfaces Yao R, Liu Y, Xu J, et al. 2024-01-26 Ceramics International
Influence of local phase separation on dielectric properties of PVDF/PMMA blends during thermal aging Liu Y, Liu Q, Liu Z, et al. 2023-07-28 IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation
High energy density and temperature stability in PVDF/PMMA via in situ polymerization blending Liu Y, Liu Z, Gao J, et al. 2022-05-19 Frontiers in Chemistry
High Energy Density and Temperature Stability in PVDF/PMMA via In Situ Polymerization Blending Liu YB, Liu ZW, Gao JH 2022-05-19 Frontiers in Chemistry
聚偏氟乙烯基金属化膜电容器自愈特性的研究 刘泳斌*, 张阳,高景晖 2020-08-25 电力电容器与无功补偿
Enhanced energy storage performance in a PVDF/PMMA/TiO2 blending nanodielectric material Liu YB*, Gao JH, Yao RF, et al. 2020-08-01 Materials Chemistry and Physics
Enhanced temperature stability of high energy density ferroelectric polymer blends: the spatial confinement effect Liu YB*, Gao JH, Wang Y, et al. 2019-11-01 Macromolecular Rapid Communications
金属化膜电容器可靠性研究进展 刘泳斌*, 曹均正, 黄金魁 2019-02-25 电力电容器与无功补偿
High temperature-stability of (Pb0.9La0.1)(Zr0.65Ti0.35)O3 ceramic for energy-storage applications at finite electric field strength Gao JH, Liu YB*, Wang Y, et al. 2017-08-01 Scripta Materialia
机器学习在储能陶瓷Ba(Ti1-xHfx)O3介电常数寻优中的应用 刘泳斌*,高景晖,闫文博 2017-07-11 高电压技术
Designing high dielectric permittivity material in barium titanate Gao JH, Liu YB*, Wang Y, et al 2017-06-22 The Journal of Physical Chemistry C

科研项目

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项目编号 项目名称 项目来源 起讫时间 承担角色 项目类别
52207031 PVDF/PMMA互穿网络结构的构筑及其介电储能温度稳定性提升机理研究 国家自然科学基金项目 2025-01~2022-12 负责人 横向项目
111 聚乙烯基非交联高压电缆材料及工艺研究 南方电网科技项目 2023-01~2025-12 负责人 横向项目
222 柔直换流阀电容器轻型化 国网科技项目 2022-01~2024-12 骨干成员 横向项目
2020YFA0710500 页岩油开发可控冲击波压裂技术的基础研究 国家重点研发计划 2020-01~2025-12 骨干成员 横向项目
U23B20132 高可靠性高压直流气体绝缘开关设备轻量化设计理论与关键技术研究 国家自然科学基金项目 2020-01~2022-12 骨干成员 横向项目