團隊介紹

華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院李慶民教授，任高電壓與電磁兼容北京市重點實驗室主任，擔(dān)任國家重點研發(fā)計劃項目負(fù)責(zé)人（首席）。科研團隊依托華北電力大學(xué)新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室、高電壓與電磁兼容北京市重點實驗室，現(xiàn)有專職教師6人，其中教授2人，副教授2人，講師2人，博士研究生10人，研究生50余人。

長期從事高電壓與絕緣技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)研究工作，重點涉及高壓交直流GIS/GIL；高性能絕緣與電接觸材料；光電子學(xué)微納傳感與測量；新能源系統(tǒng)雷擊物理及防護等方面，先后主持國家自然科學(xué)基金11項（其中重大和重點4項），國家重大專項課題1項，973計劃和863計劃子課題3項，以及各類科研課題50余項，獲省部級科技獎勵6項。發(fā)表論文400余篇（SCI收錄100余篇），著作6部，授權(quán)發(fā)明專利40余項，制定標(biāo)準(zhǔn)3項。

研究背景

氣體絕緣開關(guān)/氣體絕緣輸電線路（Gas Insulated Switchgear/Gas Insulated Transmission Lines, GIS/GIL）設(shè)備在特高壓輸電及跨江跨河大規(guī)模遠距離電能輸送領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，但金屬顆粒與粉塵污染引發(fā)的絕緣故障是影響 GIS/GIL 安全可靠運行的關(guān)鍵因素。對于大尺顆粒，引發(fā)故障特征明顯，相關(guān)研究較多，而對于可能是工程現(xiàn)場發(fā)生不明放電真正誘因的微納粉塵，目前可借鑒成果較少。

為此，本文針對微納粉塵，總結(jié)了微納粉塵受力、動力學(xué)行為與表征、誘發(fā)放電特性、探測技術(shù)等方面的研究現(xiàn)狀，提出了微納粉塵研究亟需解決的關(guān)鍵問題，并給出了可能的技術(shù)途徑。

論文所解決的問題及意義

本文針對GIS/GIL中金屬微納粉塵檢測方面，總結(jié)了金屬粉塵的受力模型與荷電動力學(xué)特性、微納粉塵濃度檢測、微納粉塵時空分布的成像檢測、微納粉塵微弱放電檢測四個方面的國內(nèi)外研究進展，提出了對于微納粉塵動力學(xué)行為觀測、粉塵濃度監(jiān)測等有利于評估絕緣破壞程度的研究方法，和適用于工程現(xiàn)場的微弱放電新型光學(xué)探測手段，為檢測尺度極小、隱蔽性強、物化活性高、在耦合場下時空運動隨機性強的荷電微納粉塵提供了新思路。

論文方法及創(chuàng)新點

圖1 待解決的關(guān)鍵問題與技術(shù)難點

結(jié)論

本文綜述了以往的主要研究進展，在此基礎(chǔ)上梳理了有待解決的微納粉塵隨機荷電機制與時空動力學(xué)行為特性、荷電微納粉塵誘導(dǎo)微弱放電的物理機制與光譜特征兩個關(guān)鍵問題，并據(jù)此給出了須重點攻克的探測技術(shù)，包括微納粉塵的快速實時檢測、可視化探測、基于光譜學(xué)特征的微弱放電高靈敏度檢測方法等，為后續(xù)深化研究給出了探索方向。

本文編自2022年第13期《電工技術(shù)學(xué)報》，論文標(biāo)題為“微納粉塵運動行為與微弱放電探測技術(shù)研究進展”。