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西安交通大學 李盛濤 等:高壓直流電纜料的研發進展與路徑分析

高電壓技術2019-12-13 07:20:46

關注高電壓技術,關注學科發展


來源?|《高電壓技術》2018年第5期

標題 |?高壓直流電纜料的研發進展與路徑分析

作者 |?李盛濤,王詩航,李建英.


直流輸電已經成為電網建設的關鍵環節,高壓直流電纜是直流輸電的關鍵電力設備。然而,直流電纜料與屏蔽料被國外企業長期壟斷,我國不能大規模批量生產質量穩定可靠的高壓直流電纜用絕緣料,因此現階段急需研發具有我國自主知識產權的新型高壓直流電纜料以提升電力設備的國產化率。高壓直流擠出電纜絕緣材料的研發方向較多,近年來獲得了一系列實驗室數據,但目前缺少對電纜絕緣材料直流絕緣特性的綜合評價方法,未建立明確的直流絕緣特性調控機制,也需要研究能夠對不同研發路徑下的絕緣材料進行統一評價的分析方法。因此亟需構建直流絕緣特性之間的關聯,歸納出評價方法與調控機制,為我國新型高端直流電纜料的研發提供理論支撐。


綜述要點

從技術需求、研發路徑和發展設想三個方面綜述了高壓直流電纜料的研究進展。首先探討了直流電纜料對包括介電強度、電場分布、空間電荷輸運等電性能的技術需求;其次分析了高純凈度電纜料、納米復合電纜料、共混復合電纜料、接枝改性電纜料和直流電纜屏蔽料等五個研發路徑的現狀、優勢與不足、陷阱特性和發展方向;最后對未來直流電纜料的研究發展進行了展望。采用電荷陷阱理論構建了直流絕緣特性之間的關聯,獲得了電荷陷阱行為對直流絕緣特性的影響機制,歸納了各路徑下電纜絕緣料的陷阱特性及其調控方法。


后續研究

未來高壓直流電纜絕緣層需要耐受更高的工作場強與更高的運行溫度,使得新型絕緣材料的研發面臨諸多新的機遇與挑戰。我國由于高壓直流電纜料研發起步較晚,較多方面都比較滯后。今后需要多種技術協同發展,研發與提升電纜料基料性能,通過納米復合、共混等技術結合實際對材料的各項性能進行調控。理論方面應重視多場耦合作用下的直流絕緣特性演變規律、電纜料的長期服役特性等,繼續深化各項直流絕緣特性之間的關聯機制,發展更加深入的直流絕緣特性評價理論體系與調控機制,為新型高端電纜料的研發提供借鑒思路。


引文信息:

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20180430002

李盛濤,王詩航,李建英. 高壓直流電纜料的研發進展與路徑分析[J],高電壓技術,2018,44(5):1399-1411.


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??作者介紹




李盛濤,博士生導師,教授。現任電力設備電氣絕緣國家重點實驗室常務副主任,西安交通大學電氣工程學院常務副院長。1983年獲得西安交通大學工學學士學位;1986年獲得西安交通大學工學碩士學位;1990年獲得西安交通大學工學博士學位。1986年起歷任西安交通大學電氣工程學院助教、講師、副教授、教授。

主要研究方向為電介質理論及其應用、電氣功能材料及器件的研究、極端條件下的絕緣材料和絕緣技術、真空及多種氣氛下的沿面閃絡機理等。獲國家科技進步二等獎1項、省部級一等獎4項;任中國電工技術學會理事、工程電介質專業委員會主任委員;擔任第354次香山會議“納米電介質多層次結構及其宏觀性能”執行主席;擔任CMD 2016會議主席、ICEMPE 2017會議主席、ICPADM 2018會議主席。2016年獲中國學位與研究生教育學會研究生教育成果獎;2009、2010年分別獲國家電網特高壓交流試驗示范工程特殊貢獻專家和特高壓直流輸電工程重要貢獻專家;2009年國家精品課程“電介質物理”負責人;2008年度享受政府特殊津貼專家;2006年獲國家杰出青年科學基金;2005年入選教育部新世紀人才。授權發明專利17項,發表SCI收錄論文近230篇(谷歌學術因子30,引用5006次;),出版專著5部,參與編寫手冊和大典4部。在國際會議上作特邀報告10次。承擔國家重點研發計劃課題、民口973課題、國防973課題、國家自然科學基金重點基金項目、國家自然基金國際合作項目、軍工項目、國家支撐項目、國家重大工程任務、橫向國際合作項目、企業合作項目等近50項。

由李盛濤教授帶領的電介質物理及其應用教學與科研團隊由多位優秀導師組成,研究團隊長期從事高電壓與絕緣技術、高性能電工材料、電介質物理及應用等研究,主要包括氣固界面沿面閃絡,介電與鐵電陶瓷,高端電纜制備、性能演化與壽命評估,電介質極化與擊穿及能量轉換/輸運,換流變和固態變壓器壽命預測與風險評估,空間環境與核聚變輻射效應及分子模擬等研究。近年來,研究團隊培養了約百名優秀的博士后、博士及碩士,為國家電網公司、南方電網公司、電力設備制造企業、高等院校和科研單位輸送了大批優秀人才。培養優秀青年基金獲得者1名、教育部新世紀人才1名、國家電網優秀專家人才1名,指導2位博士生獲得2016年陜西省優秀博士論文。獲2016年中國學位與研究生教育學會研究生教育成果獎(第四)。



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