核心詞：高壓 橡 電纜 煤安 證 
　　1、礦用高壓屏蔽橡套電纜煤安證:高壓脈沖破碎是基于脈沖功率技術(shù)
　　高電壓脈沖破碎礦石是以脈沖功率技術(shù)為理論基礎(chǔ)。脈沖功率技術(shù)是將存儲(chǔ)的能量以電能的形式,用單次脈沖或高重復(fù)頻率短脈沖加載到負(fù)載輸出端,礦用電纜其基本原理是能量的低速存儲(chǔ)和快速釋放,首先對(duì)電容器緩慢地充電,然后通過(guò)控制開(kāi)關(guān)使其快速放電,最后使功率得到放大,重復(fù)上述步驟,直到得到所需的輸出功率。
　　2、礦用高壓屏蔽橡套電纜煤安證:高壓脈沖破碎礦石的方向得到了很大的發(fā)展
　　近年來(lái),高電壓脈沖破碎礦石方向得到極大地發(fā)展。
　　3、礦用高壓屏蔽橡套電纜煤安證:左偉然等研究了建筑砂漿與黃鐵礦復(fù)合砌塊的破碎特性
　　左蔚然等研究了由建筑灰漿和黃鐵礦合成試塊的破碎特性,結(jié)果表明:當(dāng)擊穿通道沿著粒子的軸線通過(guò)時(shí),它會(huì)產(chǎn)生粒度更小的產(chǎn)物并產(chǎn)生更多的裂縫和微裂紋;當(dāng)黃鐵礦嵌入顆粒中間或者靠近接地電極時(shí),易擊穿礦石并導(dǎo)致礦石破裂;當(dāng)黃鐵礦位于靠近顆粒表面的高壓電極時(shí),易引起表面破損,降低破碎效率。EricWang等研究表明,高電導(dǎo)率和介電常數(shù)的礦物表面附近會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)電場(chǎng),而且兩種礦物質(zhì)的電學(xué)性能差異越大,二者界面處產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度就越大。浙江大學(xué)章志成開(kāi)展了高壓電脈沖電極放電破碎巖石的試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:電場(chǎng)強(qiáng)度、脈沖能量、電導(dǎo)率等因素對(duì)巖石的破碎均有影響。加載在放電電極上的電壓越高、單次脈沖能量越大、水電導(dǎo)率越小,則巖石越容易發(fā)生破碎。高壓放電破碎過(guò)程原理如圖1所示:礦石(固體電介質(zhì))完全浸沒(méi)在去離子水(絕緣液)中,當(dāng)控制開(kāi)關(guān)k閉合時(shí),儲(chǔ)能電容C中的能量經(jīng)由高壓電極輸出納秒級(jí)上升沿的高電壓脈沖作用于礦石表面。圖2表示礦石類材料及水擊穿電壓與上升沿時(shí)間關(guān)系。圖中2為礦石擊穿電壓隨時(shí)間的變化曲線,3為水的擊穿電壓隨時(shí)間的變化曲線,當(dāng)輸出電壓上升沿時(shí)間減小時(shí),水和礦石的擊穿電壓均提高,當(dāng)電壓上升沿時(shí)間減小至500ns左右時(shí),水的擊穿電壓開(kāi)始大于礦石的擊穿電壓并急劇上升,高壓電場(chǎng)壓向水層下方的礦石,礦石內(nèi)部產(chǎn)生電離效應(yīng),發(fā)生電荷載流子繁殖并在礦石內(nèi)部形成等離子通道,該通道直徑為微米量級(jí)且沿裂隙等路徑樹(shù)狀發(fā)展與延伸,隨后高電壓脈沖發(fā)生器在10-6～10-4s內(nèi)向通道釋放10-100J/cm的電能量,使等離子通道內(nèi)的溫度上升至104K～105K,產(chǎn)生109～1010Pa的壓力。隨著等離子通道內(nèi)能增加,此時(shí)形成隨時(shí)間與空間變化的機(jī)械壓力場(chǎng),當(dāng)場(chǎng)壓超過(guò)礦石的抗拉強(qiáng)度臨界值后,礦石發(fā)生有效破碎。最大破碎長(zhǎng)度為:hmax=hl,平均破碎長(zhǎng)度為:〈h〉=P/lz,其中l(wèi)z為主放電通道在固-液混合電介質(zhì)分界面的投影長(zhǎng)度。電路中,C為儲(chǔ)能電容,S為回路控制開(kāi)關(guān),R為等效電阻,包括儲(chǔ)能電容C、連接線以及控制開(kāi)關(guān)上的電阻,L為回路中的等效電感,包括儲(chǔ)能電容C、連接線以及等離子放電通道的電感。在放電仿真軟件中設(shè)置電路等效參數(shù):C=72nF,L=1.4μH,Cs=3nF,R=10KΩ,θR=5。高電壓脈沖發(fā)生器等效電阻R=R1+e,式中:R1、R2為電路中的電阻,θR為時(shí)間常數(shù)。高電壓脈沖破碎固-液混合電介質(zhì)仿真實(shí)驗(yàn)中,設(shè)置固體電介質(zhì)為磁黃鐵礦石,液體電介質(zhì)為去離子水(絕緣液),電極結(jié)構(gòu)為針-針電極,電極間距為10cm,高電壓脈沖發(fā)生器的輸出電壓為400kV。經(jīng)計(jì)算,輸出能量約為5.76kJ。固-液混合電介質(zhì)模型放電仿真示意圖如圖6所示。
　　4、礦用高壓屏蔽橡套電纜煤安證:介質(zhì)材料的相關(guān)參數(shù)在hv lab軟件中設(shè)置
　　在HV-LAB軟件中設(shè)置電介質(zhì)材料的相關(guān)參數(shù)如表1所示。
　　5、礦用高壓屏蔽橡套電纜煤安證:EC為臨界電場(chǎng)強(qiáng)度
　　表1中,Ec為臨界電場(chǎng)強(qiáng)度,ε為相對(duì)介電常數(shù),α為等離子通道增長(zhǎng)速率,、ξ分別為電導(dǎo)率增長(zhǎng)、衰減參數(shù),γ0為初始電導(dǎo)率。當(dāng)基本參數(shù)設(shè)置完成后,開(kāi)始進(jìn)行仿真。回路控制開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,儲(chǔ)能電容C中的能量經(jīng)過(guò)高壓電極注入到固-液混合電介質(zhì)中,等離子通道從高壓電極尖端開(kāi)始增長(zhǎng),通道的增長(zhǎng)速度隨著外加電壓的增加而變快,并更加接近接地電極,放電通道隨機(jī)形成分散的放電結(jié)構(gòu)。等離子放電通道三維仿真圖如圖7所示。其中主放電通道為較粗的那條曲線,并且主放電通道周?chē)植贾^多長(zhǎng)度不等、方向各異的隨機(jī)增長(zhǎng)通道。
　　6、礦用高壓屏蔽橡套電纜煤安證:從圖中可以看出
　　從圖中可以看出:負(fù)載兩端電壓Uload最大值為590kV,放電時(shí)間約為180ns。在0～160ns的時(shí)間內(nèi),Uload從0V近似線性增加到590kV。當(dāng)160180ns,通道內(nèi)的能量緩慢增加,最后穩(wěn)定在1020J左右。
　　7、礦用高壓屏蔽橡套電纜煤安證:當(dāng)0
　　從圖10中可以看出:當(dāng)0

當(dāng)0　　8、礦用高壓屏蔽橡套電纜煤安證:當(dāng)脈沖發(fā)生器輸出電壓為400kV
　　當(dāng)脈沖發(fā)生器輸出電壓為400kV,固體電介質(zhì)和液體電介質(zhì)分別為磁黃鐵礦石、去離子水,電極結(jié)構(gòu)為針-針電極且電極間距為10cm時(shí),固體電介質(zhì)內(nèi)部最大破碎深度約為電極間距的1/3～1/2。在本仿真條件下,當(dāng)?shù)入x子放電通道內(nèi)的能量約為總儲(chǔ)能的17.7%時(shí),固體電介質(zhì)破碎程度較嚴(yán)重。本文采用HV-LAB放電仿真軟件對(duì)固-液混合電介質(zhì)模型進(jìn)行仿真,直觀地展示了固-液混合電介質(zhì)內(nèi)部等離子通道產(chǎn)生過(guò)程以及通道內(nèi)能量、功率、電壓等相關(guān)參數(shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系,為后續(xù)高壓電脈沖破碎電介質(zhì)實(shí)驗(yàn)提供一定的理論參考。
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