专栏评述：面向双碳目标的环保型电力设备.pdf

面向双碳目标的环保型电力设备DOI:10.15961/j.jsuese.202300456专栏评述：面向双碳目标的环保型电力设备贾申利，肖先勇，周凯(四川大学 电气工程学院，四川 成都 610065)文章编号：2096-3246（2023）04-0001-02 习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上向全世界作出“碳达峰”“碳中和”的庄严承诺，中国成为全球气候治理、实现绿色低碳发展的重要参与者、贡献者和引领者，同时，必将经历一场艰巨的转型之路。中国电力系统碳排放占到了碳排放总量的40%，因此“碳达峰”“碳中和”目标对于构建深度无碳化电力系统提出了新要求。为了顺应时代发展潮流，积极响应国家重大战略，助力“碳达峰”“碳中和”目标顺利达成，构建技术先进、环境友好的深度低碳电力系统，发展环保型电力设备具有重要意义。在此背景下，本刊发起了面向双碳目标的环保型电力设备专栏。专栏邀请了多位国内外同行撰写稿件，经严格审稿、修改等环节，于2023年第3、4期以专栏形式出版13篇学术论文，作者分别来自于四川大学、西安交通大学、河北工业大学、三峡大学、北京科技大学、湖北工业大学、西安工程大学、国网安徽省电力有限公司电力科学研究院等单位。2023年第3期专栏中：黄小龙等总结回顾了国内外环保型电力开关设备研究进展，全面阐述了基于无SF6技术环保替代气体绝缘开断和真空开断+环保气体绝缘的关键技术、环保型电力开关设备产品现状及未来发展趋势，指出环保型电力开关设备向更高电压等级发展的重难点。查俊伟等综述了近年来国内外在动态聚酰亚胺电介质材料领域的研究，重点介绍了绝缘领域用聚酰亚胺薄膜电损伤后的降解、回收和自愈问题，指出了目前动态聚酰亚胺电介质材料发展中仍存在的问题，并对其研究方向进行了展望。刘晓明等建立了考虑灭弧室零区带电粒子数密度分布和机构位移时间特性的弧后鞘层发展模型，在此基础上分析换流投入时刻、零前电流下降率、暂态电压上升率、触头直径和开断电流对弧后介质恢复特性的影响，为直流真空断路器灭弧系统结构参数与换流参数群组的设计提供了解决方案。丁璨等针对HFO-123ze（E）气体高温分解机理不明确这一问题，采用密度泛函理论和ReaxFF 反应分子动力学方法，定量研究了不同温度下HFO-123ze（E）/CO2混合气体分解产物和分解过程，为进一步研究其他新型环保混合气体提供了理论依据和工程指导。2023年第4期专栏中：张嘉伟等提出一种适用于环保型电力设备磁场检测的无源全光纤磁场传感器，该传感器测量范围宽，动态跟随性、重复性、稳定性良好，助力低碳电力系统环保型电力装备的智能在线监测。杨为等提出了一种应用分形理论模型解析计算GIS设备用表带触指电连接结构接触电阻的方法，并通过实验验证了方法的合理性和准确性，探究了不同分形维数对表带触指电接触面实际接触面积和变形状态的影响。赵隆等提出了考虑径向温差的导线应力、导线径向热膨胀和蠕变的输电线路弧垂计算模型，显著降低了弧垂计算误差，解决了传统导线弧垂计算准确度低的问题，将弧垂计算误差减小至1.1%以下。赵莉华等制备了一种具有“砖泥”结构的新型复合绝缘纸，实现绝缘纸导热、力学、击穿性能的多目标协同提升。宁文军等建立1维等离子体流体模型，分析了13.56 MHz和50 kHz产生大气压低温等离子体的物理过程和参数分布，揭示了两种电源驱动放电在带电粒子密度和沉积能量等物理参量的差异性。杨昊等采用实验与仿真相结合的手段对极不均匀电场下变压器油中气泡运动特性及其对绝缘性能的影响开展研究，明确了气泡回旋现象产生机制及其使绝缘性能降低的内在因素。田双双等探究了ZSM-5分子筛对过热条件下C6F12O/CO2混合气体及其分解产物的吸收稿日期:2023 06 06作者简介:贾申利（1968），男，教授，博士.研究方向：电力开关技术、直流开断技术、放电等离子体.E-mail： http:/http:/ 第 55 卷 第 4 期工 程 科 学 与 技 术Vol.55 No.42023 年 7 月ADVANCED ENGINEERING SCIENCESJuly 2023附性能，实验分析ZSM-5分子筛对过热故障下C6F12O/CO2混合气体主要分解产物的吸附性能，揭示了ZSM-5分子筛与两种绝缘气体及其过热分解产物气体的相互作用机理，验证了ZSM-5分子筛用于C6F12O环保绝缘气体开关柜中吸附处理分解产物的可能性。袁发庭等针对干式铁心电抗器导体用量和损耗之间最优解难以确定这一问题，提出了一种基于多物理场仿真和VIKOR决策的干式铁心电抗器多目标优化方法，基于此优化后的铁心电抗器损耗增加4.4%，铁心和线圈的金属导体质量减少了3.0%和16.6%。董芸滋等探究了不同交联度对XLPE/OMMT纳米复合材料水树枝老化特性的影响机制。专栏所出版的13篇论文分别采用理论分析、模型建立、实验探究、数值计算以及综述介绍等方式对环保型电力设备的相关问题进行了研究，所提出的技术方法有较好的参考价值。环保型电力设备所涉及的设备种类庞大，有待研究的问题众多且极为复杂，还有更多值得关注的研究论文，因此本刊将长期开设相关栏目。贾申利教授，博士，博士生导师。国家杰出青年科学基金获得者，国家“百千万人才工程”。国际真空放电及绝缘会议常设国际科技委员会主席（ISDEIV PSIC），IEC直流断路器标准工作组召集人（IEC SC17A WG64），国际电力开关开断研究组织（电流零点俱乐部）委员，CIGRE“先进直流开关技术”工作组成员（CIGRE B4/A3.34），CIGRE“无SF6气体开关开断性能”工作组成员（CIGRE A3.41），IEEE Senior member，中国电力行业高压开关设备及直流电源标准委员会委员，先进电工材料与新型电气设备研究团队带头人。长期从事电力开关技术、直流开断技术、放电等离子体及其应用等研究。主持国家自然科学基金重点及面上项目、国防重大专项课题、重点研发计划课题、国际合作项目，以及行业骨干企业横向科研课题多项。获国家科技进步二等奖1项，获教育部自然科学一等奖1项。发表论文300余篇，SCI收录200余篇。（编辑赵婧）2工程科学与技术第 55 卷