高压电力

我国能源安全的新战略为我国能源转型发展、构建“清洁低碳、安全高效”的国家能源体系提出了新要求。以电网为核心的能源互联网和泛在电力物联网正在加速发展。但是，由于高电压等级电网中（尤其是特/超高压电力设备）通常伴随强电磁场，而强电磁场对传统无线传感器的可靠性造成了严重影响，导致高电压等级电网缺乏可靠的传感器。这一瓶颈制约了电力物联网的发展。针对以上问题，我们研究了抗电磁干扰微纳传感器及无线通信技术。基于新材料和器件的温湿度、电磁场、压力、声学等多参量微型传感芯片和封装技术，实现能够适应高电压等级电网复杂工况的微型传感器；研究了多层超表面微结构，实现抗电磁干扰的功能表面并与传感器集成；研究基于抗电磁干扰的功能表面的无线传感通信技术，解决微型传感器在强电磁干扰环境下的通信问题；研究了基于人工智能的故障诊断算法，解决了传感器的智能化问题。

电力电缆及附件

介绍了高压电力设备局放状态检测技术的研究应用现状、关键技术、新型局放状态检测策略。

报告从设计、制造、试验验证、敷设安装四个方面对平铝套电缆进行了论述，详尽介绍了铝套电力电缆在设计时，对结构的选择、材料性能指标的确定，以及产品载流能力和损耗均等方面的考虑；在产品制造过程中，对制造装备和制造工艺进行探索；平铝套电力电缆在缓冲膨胀、弯曲性能、铝套抗拉强度等方面一系列的性能试验验证。客观评价了平铝套电缆的优缺点以及施工敷设过程中可能遇到的问题。他表示，通过对平铝套高压电力电缆的深入研究和实践应用，为我国的高压电缆网络建设和设计选型提供了更多的选择，有助于我们更加客观理智地看待这一结构的产品。

由于高压电力设备内部的场强很高，当设备内部存在绝缘缺陷时，就会在运行中发生局部放电通过对局部放电信号的检测和分析，可以判断电力设备是否存在绝缘隐患。 GS、变压器、开关柜等电力设备内部发生局部放电时会产生异常的电磁波、超声波、脉冲电流等信号，通过对这些异常信号的检测，可以确定设备内部绝缘缺陷的位置及性质。根据检测原理和手段的不同，现场常用的局部放电检测方法有特高频法、超声波法及暂态地电压法等。 上母玩侧电于研利的δ10多功形无线同都部改电险测义用于变电站电打纹奋运仃状下的绝缺焰检侧。久险测仪基于特高频法、超声波法及暂态地电压法，由智能特高频传感器、智能超声波传感器、智能暂态地电压传感器和智能手机组成，综合利用智能传感技术和无线组网技术，结合专用检测ApP，用于对变电站各种电力设备内部存在的局部放电现象进行快速检测，可大幅提高变电站现场带电检测的效率。

本项目属高电压与绝缘技术领域。六氟化硫（SF6）是高压电力设备中应用最为广泛的气体绝缘和灭弧介质，也是目前人类已知最强的温室气体之一。按照《京都议定书》等国际公约要求，各国应履行减排义务，逐步限制甚至禁止使用SF6。开展SF6替代技术研究、开发新型环保气体绝缘电力设备对于支撑我国达成温室气体减排目标，实现电力行业“绿色、低碳”发展意义重大。 当前研究工作尚未打通“气体评价-设备开发-工程应用”全技术链条。项目组历时七年研究，通过产学研用协同攻关，解决了气体性能评价、混合组配原则、制备与检测方法、环保电力设备开发等关键理论与技术难题，取得了以下创新成果：（1）揭示了氟化腈和氟化酮等环保气体微观物性参数与宏观绝缘性能的关联机制，发现了电场不均匀系数对击穿电压的强敏感、强非线性影响规律，为复杂结构大分子气体研制及其多元混合物绝缘强度评价提供了理论基础；（2）首创了饱和蒸气压与临界击穿场强约束下的混合气体组配原则，提出了环保混合气体在电力设备中的配比和压力优选方法，解决了不同使用条件下、不同品类电力设备中气体组配与绝缘性能最优化设计的技术难题；（3）提出了含氟不饱和化合物作为新型环保气体的合成工艺，突破了氟化腈、氟化酮等典型环保气体制备的关键技术，工艺和原材料整体国产化，建立了系统性的应用测试和安全性评价检测方法，解决了气体使用中的纯度、水分等关键指标的检测问题及关键材料相容性测试的难题。（4）建立了电磁-热-流-强度等多物理场耦合仿真模型，形成新型环保气体绝缘电力设备研发技术体系，自主研发了6大类、电压等级覆盖10~220kV的新型环保气体绝缘电力设备，并在国内首次实现工程应用，取得“从0到1”的重大突破。 项目开发的系列化环保气体绝缘电力设备，已在浙江、陕西、云南等地实现规模化生产，填补了我国在该领域的长期空白。项目首次面向全球发布新型环保气体物性参数数据库，并写入CIGRE A3.41工作组报告，极大地提升我国在本领域的国际影响力。提出的电力行业SF6替代技术方案已被生态环境部采纳，为我国制定相关控温减排政策提供坚强技术保障。出版中英文专著3本；发表论文37篇（SCI检索19篇、EI检索13篇）；授权发明专利11项（含欧洲专利1项、浙江省专利金奖1项）；参编团标1项；培养国家/省部级高层次人才3名。经邱爱慈院士、颜德岳院士领衔的同行专家鉴定认为：项目实现了新型环保混合绝缘气体关键技术突破，创新性强、工程示范性好，整体技术达到国际领先水平。

断路器是电力系统中唯一具有开断负荷电源功能的高压电力设备，仅浙江省运行的高压断路器数量就超过70000台，其性能及健康状况将直接影响到电力系统的安全稳定运行。成果推广范围广，易于复制，适用于各电压等级、各类型高压断路器试验，能够在电力行业全面推广应用。其中，试验接地安全保障技术、高压区域安全防护技术可在整个电气试验领域推广。成果已在国网嘉兴供电公司全面推广应用，经济效益显著，其缩短停电时间、保障用电可靠性创造的社会效益、安全效益更是不可估量。成果已列入国网浙江省电力有限公司科技成果推广应用目录(2017年版），并已在首届浙江省电力职工技术创新成果转化会上实现转化，进入工厂化生产阶段。

本项目面向高压电缆运行故障预警以及安全在线监测的技术需求，突破了常规光纤传感技术只监测单一参量的局限，取得了如下创新成果：提出了同轴双包层结构局放声发射振动传感光纤技术，解决了信号高灵敏度和宽频带监测相互制约的难题。基于光纤内干涉技术，克服了传统光纤干涉仪参数不易控制的问题，实现400kHz的监测带宽，能够覆盖局放声发射监测的主要信号频段，构建了高压电缆高性能监测的敏感“神经”体系。研制了高泊松比硅橡胶灵敏度增强的光纤传感器，突破了光纤检测微弱局部放电声发射信号的难题，基于弹性体增强技术，实现了1.7rad/(m·Pa)的声发射振动探测灵敏度，为高压电缆实时监测局部放电预警提供了超敏“感官”。提出了分布式光纤传感系统的高精度信号提取技术，形成了多物理量交叉互验的事件分析定位方法，有效克服了由于信号衰落而导致误报的难题，建立的“点-线”结合的电力电缆多参量监测系统，实现了基于振动、温度、局放等多参量智能监测平台，为电力基础设施的安全预警提供了智慧“大脑”。该项目授权发明专利11项，软件著作权1项，电力行业标准1项，发表论文15篇，经查新“……该项目综合技术达到国际先进水平……”，特别是“在光纤弹性体局部放电传感灵敏度增强方面”经鉴定“……处于国际领先水平。”本项目提高了高压电力电缆局放等多参量信号远程在线监测和诊断的智能化水平，高度契合能源互联网企业建设电网运行状态智慧监控与诊断的技术需求。项目成果可推广到架空地线、相线、杆塔、变压器、开关等输变电设施温度、应力的监测，乃至石油测井、油气管道监测等能源领域，产业化前景显著。