DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 调节聚焦和风险追求的关系 一般来讲，人们是规避风险的  (Schneider & Lopes， 1986) ，因此了解人们在一些情境下经常追求风险，几十年来一直都是心理学家，经济学家和其他人研究的目标。而且人们愿意或不愿意冒险对生活的很多领域都有重大的意义，包括健康，经济，和政治决策(  Klein & Cerully， 2007 ;  Reyna， 2004 )。 对人们的风险追求行为理解可以结合调节聚焦理论来解释。调节聚焦的早期概念，把促进动机系统和风险偏爱联系在一起，把防御动机系统和保守偏爱联系在一起(  Crowe & Higgins， 1997 ;  Friedman & Förster， 2001 )。而最近的研究发现，在损失情境状态下，防御聚焦而非促进聚焦可以预测风险追求  (Tory Higgins， 2010) 。出现这样的不同结果可能是因为，前者是在获益情境状态下进行考虑的，而后者是在损失情境状态下进行考虑的。 在获益状态下，促进聚焦的个体倾向于为获得更大的利益愿意冒更大的危险，因为他们关注的是最终目标和提高，渴望发展和成就，所以，在获益状态下做决策时，促进聚焦的个体更易表现出风险偏爱。 但是促进聚焦系统对获得或没获得很敏感。促进聚焦下的个体对来自中立状态或原状的积极改变比消极改变更敏感。相对比，防御系统对损失或没损失很敏感。防御聚焦的个体对来自原状的消极转变比对积极转变更敏感  (Higgins， 2009) 。考虑到两种系统不同的敏感，原状以下的下降在某种程度上对防御聚焦的个体来说是不可接受的，但对促进聚焦的个体却不是如此。促进聚焦的个体对积极结果的存在或不存在特别敏感。对一个促进聚焦的个体来讲，积极结果的消失可能用0 (原状)或−1来表示。虽然对一个促进聚焦的个体来讲，积极结果的消失是个问题，但是在0和−1之间没有很大区别，因为两者都代表没有获得；没有达到“+1”才是最重要的。相对应的，对于防御聚焦的个体来讲，考虑到它们对0和−1间的差异相对敏感，原状以下的下降代表了对安全和保证的严重威胁。因此，对防御聚焦的个体来讲，0和−1间有显著的差异。0代表原状(安全)，而−1代表在维持0上不可接受的失败  (Brodscholl， Kober， & Higgins， 2007) 。所以，防御聚焦的个体相比促进聚焦的个体更关心原状以下的下降。因此，这样看来防御动机系统对解释损失状态下的风险决策是关键的。 考虑到，自我调节的战略水平和策略水平是独立的。促进聚焦的个体偏爱渴望战略，而防御聚焦的个体偏爱谨慎战略。风险追求和风险规避都只是一种选择策略，风险策略可能既在渴望战略上又在谨慎战略上发挥作用(  Scholer & Higgins， 2008 ;  Scholer， Stroessner， & Higgins， 2008 )。基于这种思维，有研究发现，在损失状态下，如果只有风险选择才可能恢复原状，防御动机就会预测风险追求。然而，如果保守选择也可能恢复到原状，防御动机则会预测风险规避。当没有策略可以满足潜在战略的需求时(风险选择和保守选择都不能恢复原状)，防御动机与决策选择不相关  (Tory Higgins， 2010) 。 所以，调节聚焦与风险追求的关系受情境状态的影响，在获益状态下，促进聚焦与风险追求有关；防御聚焦与风险规避(选择保守性策略)有关。而在损失状态下，防御聚焦而非促进聚焦可以预测风险决策，至于防御聚焦能否预测风险追求，这取决于在损失状态下，是否只有风险策略才能消除损失恢复原状，满足潜在战略需求。如果只有风险选择才可能恢复原状，防御动机就会预测风险追求。
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user: 6. 不足与展望 6.1. 调节聚焦的操作 对于长期倾向调节聚焦的测量来说，在现有的测量工具中，RFQ量表的各项指标相对比较好，但无法测量调节聚焦的情绪成分，这也是未来需要改进的方向。虽然，有研究者试图通过提出一种新的复合量表弥补RFQ的这一缺点，新量表共有10个项目，促进聚焦和防御聚焦测量各有5个项目。在这10个项目中，4个来自RFQ量表(促进聚焦和防御聚焦各2个)，2个来自BIS/BAS量表(促进聚焦和防御聚焦各1个)，还有4个来自GRFM量表(促进聚焦和防御聚焦各2个)。新量表包括了情绪测量内容并融合了过去现在未来导向的项目，其内部一致性，同质性，稳定性方面也足够好，预测效度也可与RFQ量表媲美。整合现有量表混合编制新的量表不失为一种新的尝试，但类似新尝试需要进一步的实证研究。 对于情境性调节聚焦的诱导，具体的诱导情境很多，但大多研究对所提出的诱导情境究竟可不可以成功引发暂时的调节聚焦，并没有进行一个检验。这是未来的研究应注意的地方。 另外，在研究工具方面，中国大陆学者还只是照搬国外的量表，量表的适应性问题应该被关注。 6.2. 促进聚焦和防御聚焦 促进聚焦和防御聚焦之间是弱相关。因此，人们可能在这两种聚焦上或一种聚焦上是高水平的，或两者都不是高水平，这暗示了促进聚焦和防御聚焦之间有交互作用的可能性。但很少有研究检测促进聚焦和防御聚焦之间的交互作用。如果它们存在，那么目前的调节聚焦对工作结果或其他变量的影响就被低估了。 6.3. 调节聚焦与风险追求的关系 当前的研究发现了，在损失领域，防御聚焦的个体的风险追求行为似乎是服务于恢复原状(恢复安全)的动机的。但在获得领域，风险追求服务于什么动机呢？这需要未来的研究来进一步探究。
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user: 摘 要 发展性计算障碍是一种特殊的学习障碍。近年来发展性计算障碍引起学者们的极大关注。工作记忆与数学能力相关，并且对数学成就具有很强的预测作用。研究表明工作记忆缺陷可能是发展性计算障碍的原因之一，但是发展性计算障碍与工作记忆具体功能模块的关系不明朗。综述从视空间工作记忆、言语工作记忆、执行功能三个方面对前人的研究进行梳理，指出未来应从被试的选取，工作记忆任务的种类和数量等方面进行改进，进一步明确发展性计算障碍的工作记忆具体模块缺陷。 关键词 :发展性计算障碍，视空间工作记忆，言语工作记忆，执行功能
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user: 1. 引言 科恩(Cohn)在1968年首次提出“发展性计算障碍”(developmental dyscalculia)这一术语后，这一领域引起了研究者的极大关注。随后，斯莱德(S1ade)和拉塞尔(Russell)使用了另外一个术语：“特异性计算技能障碍”(specific disorder of arithmetic skills)来命名计算技能存在着缺陷的现象。因此，“发展性计算障碍”也称作“特异性计算技能障碍”  (张树东，董奇，2008) 。发展性计算障碍(Developmental Dyscalculia， DD)又称为数学障碍(Mathematics Disorder， MD)，一种特殊的数学学习障碍，其中智力和言语能力是完整未受损伤的  (Mammarella， Hill， Devine， Caviola， & Szűcs， 2015) 。不同于学习障碍，可以说发展性计算障碍是学习障碍的一种。不同的研究者对发展性计算障碍的定义虽有一定的不同，但基本上都包含以下几点：1) 智力正常(排除智力低下和智力超常)；2) 阅读能力以及识字量在正常范围内；3) 数字加工和计算能力落后于同龄的正常儿童。 近年来，越来越多的学者认为发展性计算障碍的成因可能与一般认知能力缺陷有关。无论对于儿童还是对于成年人来说，像工作记忆，执行功能，语义记忆以及加工速度这些认知功能对数学成就都是非常重要的  (Swanson， Jerman， & Zheng， 2008) 。研究者分别从短时记忆(  Bull & Johnston， 1997 ;  Mammarella et al.， 2015 )，长时记忆  (Geary， 1993) ，工作记忆(  Geary， Hoard， Byrd-Craven， & DeSoto， 2004 ;  Geary， Hoard， Nugent， & Byrd-Craven， 2008 )，注意  (Szucs， Devine， Soltesz， Nobes， & Gabriel， 2013) ，加工速度(  Bull & Johnston， 1997 ;  Chan & Ho， 2010 )等方面对发展性计算障碍展开了研究，并且部分研究支持了一般认知能力缺陷假说。 一般认知领域中研究最多的就是工作记忆。心理学界普遍把工作记忆定义为在处理复杂认知新颖的、熟悉的或已经形成技能的任务中对与任务相关的信息的控制、规划和主动保持，它涉及多重表征编码和不同的子系统。众多研究发现工作记忆与数学能力具有相关关系(  Purpura & Ganley， 2014 ;  Raghubar， Barnes， & Hecht， 2010 )，一些纵向研究同样表明工作记忆对数学成就具有很强的预测作用(  Geary， 2011 ;  Swanson， 2011 )。对儿童进行工作记忆任务训练能提高其工作记忆能力，儿童的计算能力也相应提高  (Kroesbergen， van’t Noordende， & Kolkman， 2014) 。不少研究发现数学障碍儿童的工作记忆与正常儿童相比，确实存在显著不足。  Baddeley及其同事(1974) 提出工作记忆系统的三成分结构模型。他把工作记忆看成是“一种具有独特过程的记忆系统”，并将其分成三个组成成分：中央执行系统、语音环和视觉–空间模板。本文拟从视空间工作记忆，言语工作记忆和中央执行系统三个方面来对有关发展性计算障碍的工作记忆研究进行总结，并在此基础上阐述关于数学障碍的工作记忆未来的研究方向。
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user: 2. 发展性计算障碍的视空间工作记忆研究 多数研究者认为视空间工作记忆缺陷是发展性计算障碍的原因之一，并且给出了实证性的研究支持。研究者采用视觉矩阵广度任务(visual-matrix span task)来测量视空间工作记忆容量，发现数学障碍组以及数学、阅读双障碍组的工作记忆容量要比正常发展组的小  (Andersson， 2010) ；纵向研究采用相同的任务得出一致的结论  (Andersson & Lyxell， 2007) 。研究者使用与众不同任务(odd one out)测量视空间工作记忆。结果表明，数学障碍儿童在该任务上表现要差于正常儿童  (Szucs et al.， 2013) 。研究者设计实验程序在屏幕中央分别呈现一定数目的蓝色方块，呈现完毕后被试要按照从后往前的顺序分别在屏幕上指出蓝色方块的位置，通过这种任务来测量工作记忆广度，同样发现数学障碍儿童的视空间工作记忆与正常发展儿童相比存在不足  (Mammarella et al.， 2015) 。研究者通过对以往有关数学障碍的文献进行元分析发现，正常儿童视空间记忆任务表现要好于数学学习障碍儿童  (Swanson & Jerman， 2006) 。国内有学者认为数学学习障碍儿童视觉空间工作记忆广度显著低于正常儿童  (宛燕，陶德清，廖声立，2007) 。相反，有研究者认为数学障碍儿童不存在视空间工作记忆的缺陷。研究者同样使用视觉矩阵任务，结果发现数学障碍儿童和正常儿童在视空间工作记忆广度上没有明显的差异  (Andersson， 2008) 。还有研究者认为数学学习障碍与视空间工作记忆能力下降无关  (刘昌，2004) 。
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user: 3. 发展性计算障碍的言语工作记忆研究 研究者分别使用多种不同任务测量言语工作记忆广度，进而比较数学障碍儿童和正常儿童之间的差异。研究者以数学障碍儿童和正常儿童为研究对象，使用听句子广度任务(listening span task)测量言语工作记忆广度。结果表明：数学障碍儿童的工作记忆容量要低于正常儿童  (D’Amico & Passolunghi， 2009) 。研究者采用数点数广度任务(Counting Span Working Memory Task)研究一、三、五年级的数学障碍儿童和正常儿童言语工作记忆的差异，结果发现三个年级的数学障碍儿童言语工作记忆都要差于正常儿童。还有研究者使用数字广度任务(digit span task)和词语广度任务(word span task)也得出相同的结论  (Andersson & Lyxell， 2007) 。元分析研究发现，数学障碍儿童言语工作记忆表现要差于正常儿童；并且即使是平衡了年龄、智力等因素的干扰以后，这种差异仍然存在  (Swanson & Jerman， 2006) 。国内学者认为数学学习障碍儿童言语工作记忆广度显著低于正常儿童  (宛燕等，2007) 。并非所有的研究结论都支持数学障碍儿童的言语工作记忆缺陷假说。有研究者同样采用听句子广度任务，结果发现两组儿童的言语工作记忆并不存在差异(  Andersson， 2010 ;  Szucs et al.， 2013 )。其他研究者设计任务口头给被试呈现一定数量的单词，呈现完毕以后被试要按照从后往前的顺序回忆出这些单词。回忆单词的最大量就代表言语工作记忆广度的最大值。结果也没有发现两组儿童在言语工作记忆上的差异  (Mammarella et al.， 2015) 。
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user: 4. 发展性计算障碍的执行功能研究 中央执行系统，是工作记忆的核心、一个容量有限的控制系统。主要功能是负责各部分间的协调及信息处理过程的监控，在认知中起关键作用。研究发现中央执行功能结构的非单一性，即它是一个多维度的结构，包括三个具体的子功能，即转换功能、工作记忆刷新功能，以及抑制功能  (Miyake et al.， 2000) 。 与转换、刷新功能相比，多数研究者就数学学习障碍儿童的抑制能力进行了研究。在一项纵向研究中，通过改进听句子广度任务的计分方法来衡量抑制能力，发现数学学习障碍儿童的抑制能力差于正常儿童  (D’Amico & Passolunghi， 2009) 。研究者使用信号终止任务(stop-signal task)以及多种Stroop任务来测量抑制能力，发现所有任务上的表现数学障碍儿童都要差于正常儿童  (Szucs et al.， 2013) 。我国学者采用数值大小干扰(magnitude-size stroop)范式来研究发展性计算障碍儿童的抑制能力。研究发现，抑制能力发展迟缓是数学障碍产生的原因之一  (王晓芳，刘潇楠，罗新玉，周仁来，2009) 。其他研究者也发现抑制能力缺陷是发展性计算障碍的成因  (Passolunghi & Siegel， 2001， 2004) 。并非所有的研究结论都支持抑制能力缺陷假说。研究者通过负启动任务来测量抑制能力。研究表明：在数学障碍儿童和正常儿童中抑制能力不存在差异  (D’Amico & Passolunghi， 2009) 。还有研究者利用字色Stroop测验(the stroop color-word test)来测量抑制能力，同样没有发现显著差异  (Andersson & Lyxell， 2007) 。 数学障碍儿童与正常儿童相比存在转换能力不足。研究者使用连线任务(trail-making task)测量数学障碍儿童和正常儿童的转换能力，结果发现数学障碍儿童的转换能力要差于正常儿童(  Andersson， 2008， 2010 ;  Andersson & Lyxell， 2007 ;  McLean & Hitch， 1999 ;  Szucs et al.， 2013 )。其他研究者采用相同的任务却发现了完全相反的结论，他们在两组儿童中并没有发现显著的转换能力差异  (Andersson， 2008， 2010) 。 少数研究发现数学障碍儿童存在刷新和计划功能缺陷。研究者利用伦敦塔测试(Tower of London Test)分别测量正常儿童和数学障碍儿童的执行功能。结果发现正常儿童的计划能力要优于数学障碍儿童  (Sikora， Haley， Edwards， & Butler， 2002) 。研究者使用最后三位数字刷新任务(N-back Task)测量儿童的刷新能力，结果发现障碍儿童的表现要差于正常儿童  (Swanson & Beebe-Frankenberger， 2004) 。
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user: 5. 研究不足与展望 近年来随着人们对发展性计算障碍的关注，这一领域取得了极大的进步。但目前仍然还有一些问题需要解决。 第一，发展性计算障碍与工作记忆具体功能模块的关系不明朗  (谢立培，张树东，2015) 。大量研究针对数学学习障碍儿童的工作记忆进行展开，一系列的研究但不是全部研究，支持了工作记忆缺陷假说。研究表明数学学习困难的儿童在需要同时储存和加工信息的工作记忆任务上表现较差。但是我们很难确定到底是工作记忆的哪一功能模块或者是哪些模块存在缺陷。首先是没有研究使用大量的任务来测量工作记忆相应的功能模块  (Andersson & Östergren， 2012) 。研究使用的任务相对单一，并且没有针对工作记忆的功能模块采用多种类型的任务来测验；其次，前人的研究被试年龄存在很大差异  (Raghubar et al.， 2010) 。儿童处于一个快速发展的阶段，工作记忆容量的大小在不同年龄阶段的儿童是不同的。然而多数研究并没有对年龄、家庭经济状况等因素进行匹配。 第二，发展性计算障碍往往是伴随其他认知障碍共同出现，大量研究并没有对此进行区分。与发展性计算障碍密切相关的障碍类型有发展性阅读障碍和注意力缺陷/多动障碍(ADHD)，三者具有很高的并发性  (白学军，臧传丽，2006) 。研究表明，阅读障碍儿童和多动障碍儿童也存在工作记忆方面的缺陷(  郭强，冯建新，冯敏，2015 ；  王颖，洪雷，陈毅文，2013 )。因此，今后的研究应将单纯的发展性计算障碍儿童和与其他认知障碍共存的发展性计算障碍儿童进行区分研究。国外多数研究者以是否伴有阅读障碍将被试分为数学障碍组和阅读、数学双障碍组进而展开研究(  Andersson， 2010 ;  Andersson & Lyxell， 2007 ;  Swanson & Jerman， 2006 )，国内相应的区分研究很稀缺。 综上所述，今后有关发展性计算障碍的工作记忆研究，应从工作记忆任务的数量与种类、发展性计算障碍是否伴有其他认知障碍等方面进行改进，从而更好的验证发展性计算障碍的工作记忆具体模块缺陷。
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user: 1. 引言 类金刚石膜是由碳的sp3，sp2和sp1键混合而成。根据薄膜中碳原子的键合方式(C-C， C=C， C-H)以及键合方式的比例可将其分为非晶碳膜(a-C，sp2键含量较高)、四面体非晶碳(ta-C，sp3键含量高于80%)以及氢化非晶碳膜(a-C:H) [ 1 ] 。非晶碳膜兼有类金刚石的极高的硬度和超光滑表面，因此，非晶碳膜无论是作为钻具还是抗疲劳材料有着很广泛的应用 [ 2 ] 。除此以外，由于它们良好的生物相容性和化学惰性，非晶碳膜在生物医学当中，作为人造髋关节和膝关节的表面涂层有着很大的发展潜力 [ 3 ] 。 最开始合成金刚石薄膜的方法是高温高压法，后来利用Fe、Ni等金属催化剂可使其转变温度与压力下降为1600 K和6.06 × 10 9 Pa [ 4 ] ，这种生长金刚石的条件对工业化需求而言依然显得苛刻。1972年，日本学者Matsumoto等 [ 5 ] 利用热丝气相沉积法(HFCVD)低温金刚石(111)晶面沉积出掺硼金刚石薄膜，这是制备金刚石薄膜的一个重大突破。1982年，Fujimori等 [ 6 ] 首次利用脉冲激光沉积(Pulse laser deposition，PLD)合成了无氢类金刚石薄膜。到目前非晶碳氢薄膜的制备有很多方法，包括等离子沉积，离子束溅射沉积，脉冲激光沉积，化学气相沉积等等，其中离子束溅射沉积中入射粒子的入射能量和角度的不同会对薄膜表面的生长产生很大的影响。气相沉积薄膜是一个多尺度的过程，薄膜生长的空间尺度为m量级，时间尺度为10 2 s量级，决定薄膜结构的原子运动所涉及的空间尺度为10 −10 m量级，时间尺度为10 −12 ~10 −6 s量级，实际上，原子间相互作用由处于空间尺度为10 −13 m量级、时间尺度为10 −16 s量级的电子运动来决定。因此，没有一种方法能够同时处理这些不同层次的问题，对于薄膜沉积生长的计算机模拟，视关注问题层次的不同划分为电子尺度、原子尺度、介观尺度和宏观尺度。而对于不同层次对应不同的模拟方法：电子层次采用第一性原理的量子力学方法；原子/分子层次和介观层次采用分子(静)力学、分子动力学以及(晶格)蒙特卡洛方法；宏观层次采用连续性方程描述的热力学方法。气相沉积薄膜的时空尺度范围，对应的模拟方法包括:密度泛函理论(Density Functional Theory， DFT)，第一性原理分子动力学(Ab Initio MD)，分子动力学(Molecular Dynamics， MD)，动力学蒙特卡洛(Kinetic Monte Carlo， KMC)和计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics， CFD)等，基于目前计算机的技术水平，在原子尺度上描述薄膜生长的分子动力学方法是最好的选择之一。分子动力学模拟方法是一种能克服实验上的困难并从原子量级上模拟等离子体与固体材料相互作用的有力工具 [ 7 ] [ 8 ] 。研究者通过分子动力学模拟的方法可以对非晶碳氢薄膜微观结构和性能有更加深入的认识。分子动力学模拟可以模拟出薄膜密度，C-sp3分数和压力状态随入射粒子的入射能量和角度的变化而产生的不同 [ 9 ] 。本文将从分子动力学模拟的方法概述不同沉积粒子在不同入射能量和角度对非晶碳氢薄膜性质的影响。
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user: 2. 粒子入射的影响 2.1. 薄膜中C、H原子的含量 非晶碳氢薄膜性能的多样性是由于对应的碳所构成的sp2，sp3的比例决定的 [ 1 ] ，而氢的加入是影响比例的关键 [ 10 ] - [ 12 ] 。E. Neyts，A. Bogaerts等 [ 13 ] 选用了REBO势能来描述C-H系统的原子间的作用势。REBO是Brenner等 [ 14 ] [ 15 ] 在经典势能的基础上扩展的可用于描述Si-C-H系统的势能函数。E. Neyts选用C、CH、C 2 、C 2 H混合入射粒子团在低入射能量0.13 eV下，通过入射粒子团轰击金刚石(111)表面，其中随着H粒子通量的增加，H粒子通量和薄膜中H含量成线性增长。W. L. Quan等人 [ 16 ] 同样选择了REBO势能函数，在较高入射能量40eV下改变入射粒子中H通量，得到了相同的结果(如图1)。所以，当入射粒子中含有H粒子时，H通量的不同会直接影响薄膜当中H的含量。 W. L. Quan等 [ 17 ] 将CH基团以3.25~130 eV的入射能量垂直入射轰击金刚石(111)表面，同时采用REBO势能函数，结果表明在高入射能量下薄膜中H原子分数随入射能量增大而减小，C原子分数都随入射能量增加而增加。秦尤敏等 [ 18 ] 模拟在低入射能量0~10 eV下CH基团轰击金刚石表面，发现C原子和H原子的沉积率随入射能量增大而增大。张宇军等 [ 19 ] 通过Brenner势函数用CH 3 基团来进行模拟，入射能量选择0~150 eV轰击金刚石(100)表面，随着入射能量增大C原子分数增大，H原子分数减小，同时入射能在35~65 eV范围内，所沉积的薄膜内总原子数较多，氢含量较高。F. Gou等 [ 20 ] 同样选择CH 3 基团在不同入射能量下进行模拟，随着入射能量的增加，H原子的沉积率下降，C原子的沉积对于入射能量的变化不敏感。H. U. Jiger等 [ 21 ] 研究了用C 2 H 2 分子，利用brenner经验势能函数，在不同入射能量情况下轰击金刚石(111)表面，薄膜中H原子分数随入射能量的增大而减小，C原子分数变化不大(如图2和图3)。 由上述结果分析：1) 入射粒子通量是一个非常重要的指标，薄膜当中C、H含量均随着入射粒子当中C、H通量的增大而增大；当入射粒子CHn基团中H原子的分数越大，薄膜当中C原子分数越小。2) 入射能量对于薄膜当中C、H含量有着重要的影响，不同的入射粒子中C原子的沉积率和入射能量成正相关，H原子的沉积率和入射能量成负相关。 2.2. 薄膜表面粗糙度 薄膜粗糙度是评价薄膜质量高低的重要指标。赵成利等 [ 22 ] 探讨了不同入射能量的碳原子与碳氢薄膜 图1. 不同H通量与薄膜中H含量关系图 图2. 不同入射能量与C原子沉积率关系图 图3. 不同入射能量与H原子沉积率关系图 相互作用的影响，采用REBO势能函数进行模拟。结果表明，入射能量在5 eV~100 eV时，随入射能量的增大，碳薄膜表面粗糙度减小。Chen Xue等 [ 9 ] 采用Tersoff势进行模拟发现不同入射角度(0˚， 5.3˚， 45˚， 54.7˚)和能量(25 eV， 50 eV， 75 eV)会造成薄膜生长模式的改变。入射角越大会导致基底平面原子混乱度增加，从而形成更加粗糙表面。而垂直入射会让薄膜更加致密，表面更加光滑。Xiaowei Li等 [ 23 ] 模拟C原子在Tersoff势函数下，通过不同的入射角度(0˚~60˚)轰击类金刚石表面做了研究，随着入射角度的增大，薄膜表面的粗糙度也逐渐增大，气孔率升高。Minwoong Joe等 [ 24 ] 的研究结果表明，当入射角度垂直或接近垂直基底表面时，会产生光滑的表面。W. L. Quan等 [ 17 ] 选用CH基团在不同入射能量(3.25~130 eV)入射，当入射能量比较低(3.25 eV和6.5 eV)和比较高(97.5 eV和130 eV)时，薄膜表面粗糙度增大；当入射能量适中时(13 eV， 26 eV， 39 eV和65 eV)时薄膜表面较为光滑。张宇军等 [ 19 ] 在50 eV入射能下入射源基团分别为CH 3 、环形C 3 H(C-C 3 H)和线形C 3 H(l-C 3 H)，碳原子反应性强于氢原子，故随着源基团内碳含量的增加，含非晶碳氢薄膜越致密均匀。 综合文献分析可得：1) 入射角和入射能量都能影响薄膜表面的粗糙度，选择适当的入射方式对于薄膜表面有很大的影响；入射角越大会使反弹机制作为主导，由于阴影效应的存在，导致基底平面原子混乱度增加，从而形成更加粗糙表面，气孔率升高。而垂直入射会让薄膜更加致密，表面更加光滑；而表面粗糙度随着入射能量的增大，呈现先减小后增大的规律，入射粒子为低能量CHn时，新增的C原子是非键饱和，所以会吸附后来的CHn基团，形成链状结构，并且这些链状结构基本被H原子所吸收，使这些位置堆积吸附，导致薄膜表面的不平整。在高能量入射时，碳链中基本不包含H原子，H原子飞溅到薄膜表面导致表面粗糙度增大。2) 当入射C原子与碳氢薄膜表面相互作用时，入射的C原子的能量一部分将转化成在碳氢薄膜表面的迁移能。入射能量越高，入射C原子的迁移能越大，迁移时间就越长，就容易移动到碳氢薄膜表面低的位置，使碳薄膜表面粗糙度减小 [ 14 ] 。 2.3. C-sp3与C-sp2分数 非晶碳氢薄膜中，C-sp2与C-sp3含量对薄膜性质有着重要的影响，当C-sp3含量高的时候，薄膜会表现出类金刚石薄膜的性质，当C-sp2含量高的时候，薄膜会表现出石墨的特性。当C-sp1含量高的时候，薄膜表现为多孔非定型的结构 [ 20 ] 。 图4显示的是，E. Neyts [ 13 ] 和W. L.Quan [ 16 ] 均研究发现，随着入射粒子基团当中H含量的增大，薄膜表面C-sp3分数也会增大。Ofer [ 25 ] 等人也发现C-sp3键会随着薄膜当中H含量的增大而增大。W. L. Quan，X. W. Sun等 [ 17 ] 选用CH基团作为入射粒子，结果表明C-sp3的分数随粒子入射能量增大而减小，C-sp2的分数随入射能量增加而增加。F. Guo [ 20 ] 等人选用CH 3 基团入射，当入射能量从60 eV增加到100 eV，C-sp3键的密度减小，C-sp2密度增大，沉积层从类金刚石结构向石墨结构变化，当入射能量增加到150 eV时，C-sp2，C-sp3含量均减小。Huang等 [ 26 ] 以CH 3 和CH 2 为沉积源基团模拟生长了类金刚石膜并考察了其杂化特性，发现H原子对于加强C-sp3杂化有着重要作用。马天宝 [ 27 ] 等人模拟了C60团簇的沉积过程，结果发现随着入射能量的增大，薄膜致密度增加，C-sp3含量增大。(如图5) 分析上述文献可得，1) 入射粒子能量的增大会使薄膜当中H原子溅射出来，使H含量减少，而H原子会使得C-sp3杂化加强，所以入射能量越大，C-sp3与C-sp2杂化比例越小。2) 当入射粒子基团当中H原子所占分数增大，会使得薄膜当中H含量增大，从而导致C-sp3与C-sp2的比例随之增大。3) 当入射粒子为C原子时，C原子轰击薄膜表面，入射C原子能量越高，薄膜越致密，薄膜中C原子的杂化形式由C-sp2向C-sp3转化，并主要通过C-sp2-C-sp2向C-sp2-C-sp3转化实现的。 图4. 薄膜中sp3含量与H通量的关系图 图5. 薄膜中sp3含量与入射能量的关系图
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user: 3. 结论 (1) 入射粒子的不同对于非晶碳氢薄膜的生长有着重要的影响，其中在被粒子轰击过后的薄膜当中C、H含量，C-sp3与C-sp2的比例是薄膜性能优劣的关键。 (2) 分子动力学模拟能够克服实验上的困难，对非晶碳氢薄膜微观结构和性能有更加深入的认识，但是对于非晶碳氢膜生长机制的解释能仍存在争论，需要我们作进一步研究。 (3) 类金刚石薄膜沉积工艺越来越多元化，其中入射粒子的类别、能量、角度、流量的选择也会对沉积工艺的优劣产生很大的影响，如何优化关于入射粒子的工艺需要进一步的探索。
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user: 摘 要 当前协作通信的多样性和安全性已成为越来越重要的问题。在本论文中，为了在上行SC-FDMA (单载波频分多址)协作通信系统中达到低截获概率(LPI)，低误比特率和高吞吐量的目的，我们提出了一种新的联合SFBC编码的物理层加密传输方案，将SFBC编码联合用于物理层加密算法，并接着与自适应编码调制相结合。运用我们新提出的联合SFBC编码的物理层加密传输方案，无论是RN还是窃听者都不能从发射机(UT)获取任何有用信息。实验结果表明，联合SFBC编码的物理层加密传输方案可以进一步提高信息传输的安全性，得到很好的保密速率，并且进一步提高系统的传输性能和吞吐量。 关键词 :LPI，协作通信，SFBC，SC-FDMA，加密
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user: 1. 介绍 SC-FDMA (单载波频分多址)技术被3GPP组织采用为LTE (Long Term Evolution，长期演进)上行链路空中接口技术标准。SC-FDMA可以有效的降低移动终端的PAPR (峰值平均功率比)，提高移动终端的电池效率。 协作分集作为无线通信的新技术已经获得了社会的广泛关注。协作通信技术利用空间协作分集增益，可以在不添加额外天线的情况下提供与先前通信系统相同的可靠性。因此在SC-FDMA上行链路传输系统中，协作分集可以看作是一个高效的QoS (服务质量)传输方案。但是必须考虑中继节点(RN)和窃听者窃听的风险性，并保证信号传输的可靠性和安全性 [ 1 ] 。 信号传输安全性是当前无线通信研究的热点之一，由于无线信道的开放特性和广播特性，信息安全问题变得越来越重要。利用无线信道的物理特性进行加密，保证信号传输安全最近备受关注。 与有线通信系统不同，在无线通信系统中，任何信号传输广播范围内的接收机或者窃听者都能够接收、监听或者分析信号，使得无线通信的保密安全性极其脆弱。高层加密数据是一种较为有效的加密方式，但由于高层加密算法本身存在的缺陷，所以很容易被破解，物理层加密算法可以克服高层加密的诸多缺点，目前得到了广泛的应用和研究。 在文献 [ 2 ] 中，Wyner指出在wire-tap信道中，信源和信宿可以进行完全安全的信息传输，而窃听者检测不到任何有用信息。在文献 [ 3 ] [ 4 ] 中，Wyner的结论分别延伸到高斯(Gaussian) wire-tap信道和广播信道当中。在文献 [ 5 ] [ 6 ] 中，Li.H. Wu和Ratazzi解决了在MIMO无线通信系统中无需对高层协议数据加密而实现LPI的问题。他们通过在物理层随机化发送信号，来达到防止窃听的目的。在文献 [ 7 ] [ 8 ] 中，Zheng Li和Xiang-Gen Xia设计了一个物理层传输方案，在协作通信系统中实现LPI。他们提出了一种有效的信号随机方法，对于窃听者接收到的信号实现随机化，但授权的接收器可通过算法解密接收到的信号。即窃听者不能检测到所接收的符号，而授权的接收器可以在不知道信道状态信息的情况下正确解码，接收传输信号。 在本文中，为了实现协作SC-FDMA通信系统的LPI和高吞吐量，我们提出了一种新的联合SFBC编码的物理层加密传输方案，将SFBC编码联合用于物理层加密算法，并接着与自适应编码调制相结合。首先从授权的接收终端发送已知的训练序列至发射机，从而发射机通过计算得知信道状态信息(CSI)，而接收机并不知道任何有关的CSI。发射机先对发送数据进行SFBC编码，接着根据CSI设计区分不同用户的随机加权系数，还据此进行自适应编码调制以提高系统的吞吐量。 本章组织如下：在第2节描述SFBC编码上行SC-FDMA协作通信物理层加密系统的模型。在第3节，论述联合SFBC编码的物理层加密算法。在第4节给出相应的性能仿真结果。最后在第5节给出相应结论。
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user: 2. 系统模型 2.1. SC-FDMA系统 SC-FDMA是一种能够在未来的蜂窝系统中进行高数据速率传输且很有前途的技术。它显示了良好的频谱效率，良好的对频率选择性衰落的鲁棒性。特别是，与先前的OFDM相比，SC-FDMA具有低的PAPR特性。在频域中，多个用户变换的时域符号分别通过DFT处理块，以得到频域的子载波。然后将每个用户的子载波映射到一个预先分配的系统的频谱部分，像在普通的OFDM系统一样进行IFFT变换和CP插入。SC-FDMA传输方案相比OFDM系统明显降低PAPR，从而降低移动设备的功耗。 2.2. 联合SFBC编码的物理层加密算法用于上行链路SC-FDMA协作系统的方案 如图1所示为SFBC编码上行链路SC-FDMA物理层加密协作通信系统，假设只有一个信源和一个中继节点。基站(BS)为授权的接收机，发射机(UT)附近存在一个窃听者。h 1 是“直连信道”，其信道状态信息为CSI 1 ，h 2 是“中继信道”，其信道状态信息为CSI 2 ，h 3 是“用户间信道”，其信道状态信息为CSI 3 ，h 4 是“窃听者信道”，其信息状态信息为CSI 4 。 假定在通信过程中采用半双工传输模式，并将时隙分为三个阶段。如表1所示。 时隙1分成两个子时隙。在时隙1的子时隙1，BS发送训练序列到UT和RN。假设信道状态在信道估计后的短暂时间内不变，则UT获得精确的CSI 1 ，RN获得精确的CSI 3 。然后在时隙1的子时隙2，RN发送训练序列和CSI 3 到UT，UT获得精确的CSI 2 和CSI 3 。至此，UT获取了所有三个信道状态信息CSI 1 ，CSI 2 ，CSI 3 。 在时隙2和时隙3期间，UT根据状态信息CSI i (i = 1， 2， 3)获知各个信道的信道质量，并根据最差的信道质量采用集中式自适应编码方式，将传输信息编码为QPSK，16QAM或者64QAM中的一种。之后根据“直连信道”和“中继信道”的CSI，对两条传输信道分别进行联合SFBC编码的物理层加密并传输。 在时隙3，将RN接收到的UT信号转发到BS。最后在BS端，将从UT和RN接收到的信号根据联合SFBC编码的物理层解密算法进行解密。 图2为采用联合SFBC编码的物理层加密算法的SC-FDMA系统方框图。
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user: 4. 性能仿真结果分析 为了对采用联合SFBC编码的物理层加密算法并接着采用AMC的上行SC-FDMA协作系统进行性能评估，我们考虑一个典型的无线通信模型。系统中并行传输信道子载波数量是128个，FFT长度为256，符号率是250，000 bit/s，采用QPSK，16QAM，64QAM调制方式。 为了与传统调制方式以及没有联合SFBC编码的物理层加密方案进行性能比较，我们在相同的信道质量下评估了传输性能。我们为每个信道链路定义了不同的信噪比(SNRs)，其中SNR 1 为UT和BS之间信道的信噪比，SNR 2 为UT和RN之间信道的信噪比，RN和BS之间信道的信噪比为SNR 3 。BER为E b /N 0 的函数，其中E b 是BS接收到的每比特的能量，N 0 /2是双边的噪声功率谱密度。 首先，我们假设三条传输信道的SNRs相同(SNR 1 = SNR 2 = SNR 3 )，在相同信道条件下比较了BER性能。之后，我们给出了吞吐量和保密速率的性能分析。吞吐量的理论公式由(25)式给出。其中可以实现的保密速率定义为信息从信源安全地传输到信宿的传输速率。特殊情况下，当只有一个窃听者时，可以实现的保密速率是R s = max{R d − R e }。其中R d 是可实现的信源至信宿的直连链路的传输速率，而R e 是可达到的信源至窃听者链路的传输速率。 图3显示了在相同信道质量条件下QPSK，16QAM和64QAM以及SFBC_QPSK，SFBC_16QAM和SFBC_64QAM协作方案的性能。即考虑所有的链路SNR1 = SNR2 = SNR3。正如图中所示，RN和窃听者的BER约为0.5，这意味着RN和窃听者很难实施正确解码。此外，各种调制模式的BER性能依SFBC_QPSK > QPSK > SFBC_16QAM > 16QAM > SFBC_64QAM > 64QAM的顺序降低。总体而言联合SFBC编码的物理层加密算法并接着采用AMC的传输方式相对没有联合SFBC编码的方案显著提高了BER性能。另外从图中可见，SFBC_QPSK的BER性能最优，而64QAM的BER性能最差。可知， 联合SFBC编码的物理层加密传输方案可以进一步提高信息传输的BER性能。 1) BER性能分析 2) 吞吐量性能分析 图4所示为归一化吞吐量的性能仿真结果。基于AMC方法，我们可以充分使用CSI，当ref_CSI在门限值附近时，我们采取适当的冒险(通过高码率的映射方法调制信号)以换取更高的吞吐量。正如图中所示，当SNR在0 dB到8 dB之间时，各种调制方式的性能依SFBC_AMC > AMC > SFBC_QPSK > QPSK > SFBC_16QAM > 16QAM > SFBC_64QAM > 64QAM顺序下降。当SNR在8 dB至13 dB时，各种调制方式的性能依SFBC_AMC > AMC > SFBC_16QAM > 16QAM > SFBC_QPSK > QPSK > SFBC_64QAM > 64QAM顺序递减。然后，当SNR在13 dB到16 dB之间时，各种调制方式的性能下降的顺序为SFBC_AMC > AMC > SFBC_16QAM > 16QAM > SFBC_64QAM > 64QAM > SFBC_QPSK > QPSK。最后，当SNR在16 dB到35 dB之间时，各种调制方式的性能下降顺序为SFBC_AMC > AMC > SFBC_64QAM > 64QAM > SFBC_16QAM > 16QAM > SFBC_QPSK > QPSK。总体而言，在任何信噪比情况下SFBC_AMC相对于以往的AMC显著增加了系统吞吐量。虽然不同SNR区间，不同调制方式的归一化吞吐量变化不一，但是可以看出无论SNR在哪个区间，SFBC_AMC和AMC比其他调制方式具有更好的吞吐量性能，而SFBC_AMC比AMC具有更好的性能。可知联合SFBC编码的物理层加密传输方案可进一步提高吞吐量。 图5所示为误块率的性能分析。如图所示，各种调制模式的误块率性能依SFBC_QPSK > QPSK > SFBC_16QAM > 16QAM > SFBC_64QAM > 64QAM顺序下降。总体而言增加SFBC编码后的调制方式相对没有SFBC编码方案显著提高了BER性能。另外从图中可见，SFBC_QPSK的误块率性能最优，而64QAM的误块率性能最差。可知，联合SFBC编码的物理层加密传输方案可进一步提高信息传输的误块率性能。 3) 误块率性能分析 4) 保密速率性能分析 图6所示为归一化保密速率的性能。如图所示，性能的下降趋势为SFBC_AMC > SFBC_QPSK > AMC > QPSK > SFBC_16QAM > 16QAM > SFBC_64QAM > 64QAM。根据文献 [ 1 ] ，当窃听者无法解码时，其BER约为0.5， 保密速率与BER成反比，它随着ebn0的增加趋近于信道容量，这意味着系统可以保证信号传输的安全性。同时，如图4所示，当ebn0大于10 dB时，SFBC_AMC的归一化保密速率趋近于1。可知， 联合SFBC编码的物理层加密传输方案可以进一步提高信息传输的归一化保密速率。 图3. 当SNR1 = SNR2 = SNR3时的BER性能比较 图4. 归一化吞吐量 图5. 当SNR1 = SNR2 = SNR3时的误块率性能比较 图6. 归一化保密速率
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user: 5. 结论 在文中，为了实现SC-FDMA协作通信系统的LPI、高吞吐量以及高保密速率，我们提出了一个新的联合SFBC编码的物理层加密传输方案，将SFBC编码联合用于物理层加密算法，并接着与自适应编码调制相结合。首先从授权的接收终端发送已知的训练序列至发射机，从而发射机通过计算得知信道状态信息(CSI)，而接收机并不知道任何有关的CSI。发射机先对发送数据进行SFBC编码，接着根据CSI设计区分不同用户的随机加权系数，达到防止RN和窃听者窃听的效果，还据此进行自适应编码调制，以达到提高系统的吞吐量的效果。与之前文献认为RN可信相比，我们认为RN是不可信赖的，需要防止RN窃听，同时为了减少信息速率损失，我们优化了物理层加密算法，只采用1个子载波来传输参考符号。运用我们新提出的联合SFBC编码的物理层加密传输方案，无论是RN还是窃听者都不能从发射机(UT)获取任何有用信息。实验结果表明，联合SFBC编码的物理层加密传输方案可以进一步提高信息传输的安全性， 得到很好的保密速率，并且进一步提高系统的传输性能和吞吐量。
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user: 摘 要 以挂网运行线路110 kV、220 kV复合绝缘子为研究对象，对其电气、机械性能进行了试验检测；在此基础上对复合绝缘子的运行状态进行了有效评估。结果表明，运行多年的复合绝缘子，其电气和机械综合性能仍基本满足线路运行要求，老化特征与其运行时间之间存在一定的相关性。试验研究结果可为复合绝缘子的运行和维护工作提供参考。 关键词 :复合绝缘子，运行特性，试验研究，状态评估
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user: 1. 引言 与瓷、玻璃绝缘子相比较，复合绝缘子具有体积小、重量轻、运输安装方便、机械强度高、耐污性能优异及便于维护等优点；自上世纪90年代起，在浙江电网得到了大量推广应用。 目前，浙江电网线路复合绝缘子总体运行状况良好，但随着复合绝缘子使用数量的增多、覆盖面积的扩大及运行年限的增长，也逐渐暴露出产品质量方面的问题，因复合绝缘子产品质量引起的线路隐患甚至设备故障(如局部过热、外护套蚀损、芯棒断裂等)时有发生。为确保复合绝缘子的安全、可靠和稳定运行，有必要加强复合绝缘子的运行情况跟踪，进而准确掌握复合绝缘子的运行状态，客观、全面评价其电气和机械性能。长期以来，复合绝缘子运行性能的评估一直是各科研单位研究的热点 [ 1 ] - [ 3 ] 。 本文旨在结合浙江电网110 kV、220 kV线路复合绝缘子抽样检测试验结果，对复合绝缘子的运行状态进行有效分析和评估，以期为复合绝缘子的运行和维护工作提供参考。
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user: 2. 试品、试验内容及方法 2.1. 试品 试品为浙江电网带电运行的140支复合绝缘子，其中110 kV复合绝缘子105支、220 kV复合绝缘子35支。试验复合绝缘子的运行年限为3~16年，具体年限分布如图1所示。 2.2. 试验内容及方法 试验内容包括外观检查、憎水性试验、界面试验、密封性能试验和机械破坏负荷试验等 [ 4 ] [ 5 ] ，试验方法如下。 图1. 试验复合绝缘子的运行年限分布 外观检查：主要检查绝缘子表面是否存在电蚀损、漏电起痕、树枝状放电痕迹、电弧烧伤痕迹等，绝缘子伞套是否存在硬化、脆化、粉化、开裂、变形等现象，伞裙与芯棒粘接部位是否存在脱胶等现象。 憎水性测量：采用喷水分级法(HC法)。将被试绝缘子垂直悬挂，采用能产生微小雾粒的喷雾器作为喷水设备，距离被试绝缘子约 25 cm ，每秒喷水1次，喷射角为50˚~70˚，持续20 s，在喷雾结束后的30 s内完成憎水性分级的HC值读取。 界面试验：先后进行水煮试验和陡波前冲击电压试验(简称“陡波试验”)。水煮试验是将绝缘子浸在含有0.1% NaCl的水中沸腾42 h，在沸腾结束后，绝缘子仍保留在容器中，直到水冷却到大约 50 ℃ 时进行外观检查。陡波试验在水煮试验完成后48 h内完成，将绝缘子分成几个等于或小于 500 mm 的区段，在每个区段，施加正负极性各25次陡波，陡度为1000~1500 kV/μs。每次冲击应引起电极间的外部闪络，而不应产生击穿；否则判为不合格。 密封性能试验：用染色渗透法，检查绝缘子金属附件和伞套间界面的渗透性。试验时施加的机械负荷为0.65倍额定机械负荷(Specified Mechanical Load， SML)。 机械负荷试验：先将机械负荷平稳地升到70% SML，然后在30~90 s时间内将机械负荷升到SML，耐受1 min，被试绝缘子不应发生芯棒破坏、抽芯、端部附件破坏、伞裙套裂纹、密封件开裂等现象。然后增加机械负荷直至被试绝缘子拉断。 考虑到各项试验之间可能存在相互影响和干扰，为保证试验数据的准确性和有效性，试验流程按先非破坏性试验、再破坏性试验的原则进行，如图2所示。
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user: 3. 试验结果及分析 3.1. 外观检查 110 kV复合绝缘子外观检查结果的统计情况如表1所示。 从表1可以看出，在抽样的110 kV复合绝缘子中，运行5年以下的，共检测了3支，均未发现异常。运行5~8年的绝缘子，共抽检了19支，其中9支轻度硬化，1支轻度粉化，分别占抽样绝缘子总数的47.37%和5.26%；5支绝缘子存在破损，占抽样绝缘子总数的26.32%。运行9~12年绝缘子，共抽检了54支，其中3支硬化，8支粉化，分别占抽样绝缘子总数的5.56%和14.81%；18支绝缘子存在破损，占绝缘子总数的33.33%；1支绝缘子电蚀损严重。运行13~16年绝缘子，共抽检了29支，其中11支严重硬化，5支粉化，分别占抽样绝缘子总数的37.93%和17.24%；12支绝缘子存在破损，占绝缘子总数的41.28%。 220 kV复合绝缘子外观检查结果的统计情况如表2所示。 从表2可以看出，在抽样的220 kV复合绝缘子中，运行9~12年绝缘子，共检测了13支，其中4支轻度硬化，1支轻度粉化，分别占抽样绝缘子总数的30.77%和7.69%；1支绝缘子已脆化；7支绝缘子存在破损，占抽样绝缘子总数的53.85%。运行13~16年绝缘子，共检测了22支，其中7支硬化，10支粉化，分别占抽样绝缘子总数的31.82%和45.45%；13支绝缘子存在破损，占抽样绝缘子总数的59.09%。 抽样复合绝缘子的典型外观如图3所示。总体上看，不同运行年限的复合绝缘子，其积污情况差异较大；运行5年以上的复合绝缘子都会出现不同程度的老化、劣化现象。运行5~12年的复合绝缘子，因绝缘子材质、加工工艺差异及运行环境不同，会出现不同程度的硬化和粉化现象。运行年限超过13年的复合绝缘子，表面严重发黑，伞裙严重脆化，部分出现伞裙脱落现象，对伞裙稍施外力即会出现撕裂现象。 3.2. 憎水性试验 110 kV复合绝缘子的憎水性测量结果的统计情况如表3所示。 图2. 运行复合绝缘子性能试验流程 图3. 外观检查典型图片 Table 1 Statistical results of visual inspection of 110 kV composite insulator 运行 年限 被试绝缘子总数(支) 缺陷类型 伞裙破损(支) 硬化(支) 粉化(支) 脆化(支) 严重积污(支) 电蚀损(支) 受雷击(支) 5年以下 3 0 0 0 0 0 0 0 5~8年 19 5 9 1 0 7 0 3 9~12年 54 18 3 8 0 18 1 1 13~16年 29 12 11 5 0 3 0 0 表1. 110 kV复合绝缘子外观检查统计结果 Table 2 Statistical results of visual inspection of 220 kV composite insulator 运行 年限 被试绝缘子总数(支) 缺陷类型 伞裙破损(支) 硬化(支) 粉化(支) 脆化(支) 严重积污(支) 电蚀损(支) 受雷击(支) 9~12年 13 7 4 1 1 7 0 0 13~16年 22 13 7 10 0 5 0 0 表2. 220 kV复合绝缘子外观检查统计结果 Table 3 Hydrophobic measurement result of 110 kV composite insulator 运行 年限 被试绝缘子总数(支) 憎水性等级 HC1~HC3级(支) HC4级(支) HC5级(支) HC6级(支) 5年以下 3 3 0 0 0 5~8年 19 19 0 0 0 9~12年 54 40 9 5 0 13~16年 29 28 1 0 0 表3. 110 kV复合绝缘子的憎水性测量结果 从表3可以看出，对于被检测的51支运行年限为8年以下或13~16年110 kV复合绝缘子，憎水性均合格(HC1~HC4)。对于被检测的54支运行9~12年110 kV复合绝缘子，其中49支憎水性合格，占检测绝缘子总数的91.74%；5支可继续运行，须跟踪检测(HC5)，占绝缘子总数9.26%；没有不合格的绝缘子(HC6)。 220 kV复合绝缘子的憎水性测量结果的统计情况如表4所示。 从表4可以看出，对于被检测的13支运行9~12年220 kV复合绝缘子，其中12支憎水性合格，占绝缘子总数92.31%；1支可继续运行须跟踪检测，占绝缘子总数7.69%；没有不合格的绝缘子。对于被检测的22支运行13~16年220 kV复合绝缘子，其中21支憎水性合格，占绝缘子总数95.45%；1支可继续运行，须跟踪检测，占绝缘子总数4.55%；没有不合格的绝缘子。 抽样复合绝缘子的憎水性分级的典型状态如图4所示。 抽样绝缘子的憎水性级别统计结果如图5所示。总体上看，大部分抽样绝缘子的憎水性级别为HC1~ HC3。部分运行9年以上、积污比较严重的复合绝缘子，其憎水性达到HC4、HC5级。 3.3. 界面试验 对27支110 kV、11支220 kV复合绝缘子进行了界面试验，试验结果均为合格。 3.4. 密封性能试验 对16支110 kV、7支220 kV复合绝缘子进行了界面试验，试验结果均为合格。 3.5. 机械负荷试验 共对39支110 kV、17支220 kV复合绝缘子进行了机械负荷试验。绝缘子破坏的典型图片如图6所示。 对于110 kV被试绝缘子，除1支外均通过了1 min额定机械负荷耐受试验。从破坏部位分析，芯棒撕裂的有11支，占总数的28.21%；金具(帽窝、脚球)断裂的有11支，占总数的28.21%；金具拉脱的17支，占总数的43.59%。 Table 4 Hydrophobic measurement result of 220 kV composite insulator 运行 年限 被试绝缘子总数(支) 憎水性等级 HC1~HC3级(支) HC4级(支) HC5级(支) HC6级(支) 9~12年 13 8 4 1 0 13~16年 22 18 3 1 0 表4. 220 kV复合绝缘子的憎水性测量结果 图4. 抽样复合绝缘子憎水性分级的典型状态 图5. 抽样复合绝缘子憎水级别统计结果 图6. 机械破坏负荷试验典型图片 对于220 kV被试绝缘子，除1支外均通过了1 min额定机械负荷耐受试验。从破坏部位分析，芯棒撕裂的有1支，占总数的5.88%；金具断裂的有7支，占总数的41.18%；金具拉脱的9支，占总数的52.94%。 总体上看，被检测的110 kV、220 kV复合绝缘子机械性能较好，仅有5支复合绝缘子破坏负荷接近或略低于额定负荷，其余均在额定负荷1.2倍以上。
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user: 4. 结论 1) 浙江电网110 kV、220 kV线路复合绝缘子的总体运行情况较好。尽管个别试品外观表现出一定的老化特征，但测试绝缘子综合的电气性能和机械性能仍基本满足线路运行要求。 2) 复合绝缘子运行多年后，仍然保持良好的憎水性。为防止污闪事故的发生，建议d、e级污秽区优先选用复合绝缘子。 3) 综合电气和机械性能测试结果表明，复合绝缘子的老化与其运行时间之间存在一定的相关性。
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user: 摘 要 针对某矿−980 m水平巷道围岩变形量大，稳定性差，支护难度大等问题，采用岩层钻孔窥测仪及实验室力学实验，对巷道顶板岩层岩性、结构及裂隙分布情况进行研究，提出在原有锚喷支护的基础上，二次支护采用力全封闭多边形工钢支架对巷道进行支护。并通过建立数值计算模型，对巷道使用新型工钢支架前后围岩塑性区大小分别进行模拟对比，确定该新型支架支护方式的合理性。同时进行现场工业性试验，结果表明，采用该新型支架支护后，巷道变形量基本控制在50 mm左右，在工程应用取得了较好的技术经济效果，对同类巷道的支护设计具有一定的借鉴意义。 关键词 :深井巷道，二次支护，全封闭多边形工钢支架，围岩变形
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user: 1. 引言 随着煤炭开采深度的增加以及巷道支护技术的发展，深井巷道支护一直是煤矿生产的一大难题。深井巷道在复杂地质条件及高应力作用下，矿压显现明显，围岩稳定性较差，巷道掘进支护难度加大，返修耗工耗时。目前，国内外许多深部矿井常采用长锚索及锚喷支护等多种方法并取得了一定成功。但是在某些地质构造复杂，高应力区域，以及巷道服务年限较长的大巷，这些支护效果已经不能满足深部矿井的生产需要 [ 1 ] - [ 3 ] 。为此对某矿−980 m水平巷道进行支护优化设计，提出采用高阻力全封闭多边形工钢支架进行二次支护的技术，并对该支护方式进行数值模拟与现场工业性试验，取得了良好的效果。
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user: 2. 工程概况 该矿井田面积约14.5 km 2 ，主采煤层为2#煤，煤层层位和厚度稳定，平均煤厚4.3 m，煤层结构简单，矿井年生产能力为125万吨。矿井地质构造复杂，断层发育。随着矿井开采深度的增加，采深由600 m到接近1300 m，开采水平由−760 m水平向−980 m水平延伸。本文研究的-980 m水平主副暗一联巷是位于主暗斜井和副暗斜井之间的一条永久性巷道，埋深约1000 m，所处在的煤系地层，多为灰白色，薄层状细粒砂状结构，夹有粉砂岩薄层，含植物化石碎片。设计断面为矩形，宽 × 高 = 4 × 3.6 m，属于深井高应力巷道。通过采用TYGD12型岩层钻孔窥测仪对巷道顶板岩层岩性、结构及顶板岩层裂隙分布情况进行分析，钻孔窥视结果见图1，得出巷道顶板多为灰岩、粉砂岩、细砂岩，比较破碎，局部有风化现象，强度较低且存在多处裂隙，发育有波状层理，稳定性差，易于受工程扰动影响 [ 4 ] 。 巷道顶板采用间、排距均为800 mm，型号为φ22 × 3000 mm的螺纹钢锚杆与φ21.8 × 8500 mm的钢绞线锚索的支护形式，两帮采用φ21.8 × 6500 mm钢绞线锚索进行加强支护，初喷与复喷的喷厚均为50 mm。由于开采水平的延伸，地应力增高，巷道受动压影响变大，矿压显现明显，支护体严重破坏，顶帮喷层大面积剥落，巷道变形量增大，局部冒顶、底鼓现象时有发生(如图2)，给矿井生产和安全带来非常不利的影响。