特高壓輸電具有輸電容量大、送電距離長、線路損耗低、工程投資省、走廊利用率高和聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)等特點(diǎn),是跨區(qū)域輸電技術(shù)的重要發(fā)展方向,對(duì)推動(dòng)世界電力工業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義,特高壓輸電技術(shù)的發(fā)展是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要前提。高壓柔性直流輸電是目前解決遠(yuǎn)距離大容量輸電通道和新能源規(guī)?;玫拇箅娋W(wǎng)互聯(lián)下的主流技術(shù)。作為構(gòu)建直流電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)和關(guān)鍵設(shè)備,高壓直流電纜與管道被認(rèn)為是智能電網(wǎng)和未來全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,對(duì)于保障電力安全及可持續(xù)發(fā)展具有重要的工程和戰(zhàn)略意義。
面向堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的重大需求,《廣東電力》編輯部組織了“高壓直流電纜與管道輸電先進(jìn)絕緣技術(shù)”專題,旨在共同研討相關(guān)領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)、新應(yīng)用,共同促進(jìn)我國高壓直流輸電系統(tǒng)絕緣技術(shù)的發(fā)展。我們榮幸地受邀擔(dān)任此次專題的特約主編。本次征稿共計(jì)征得40余篇文章,經(jīng)過嚴(yán)格審核,最終收錄17篇,內(nèi)容涵蓋了高壓直流電纜與管道輸電先進(jìn)絕緣技術(shù)應(yīng)用的4個(gè)主要方面。
天津大學(xué)杜伯學(xué)、李進(jìn)等綜述了高壓電工裝備用環(huán)氧樹脂配方體系中各組分的類型、用量、固化工藝等與環(huán)氧樹脂電、機(jī)械、熱性能關(guān)系進(jìn)行了分析,重點(diǎn)總結(jié)了近年來高壓電工裝備用環(huán)氧樹脂在增韌、高耐熱、高導(dǎo)熱、耐電性能提升方面的研究進(jìn)展,針對(duì)高壓電工裝備用環(huán)氧樹脂材料選型給出了參考意見。浙江大學(xué)陳向榮、南方電網(wǎng)科學(xué)研究院侯帥等研究了直流電纜絕緣材料中副產(chǎn)物對(duì)交聯(lián)聚乙烯(XLPE)介電性能的影響規(guī)律,揭示了XLPE不同脫氣工藝下副產(chǎn)物含量分布不均將產(chǎn)生介電性能的空間差異,為實(shí)際電纜脫氣工藝及性能檢測(cè)提供了指導(dǎo)。北京科技大學(xué)查俊偉、華北電力大學(xué)卞星明、清華大學(xué)黨智敏等通過結(jié)晶和陷阱特性研究了LDPE/EVA共混體系的空間電荷積聚行為和直流擊穿強(qiáng)度,討論了EVA填料在提高直流電纜料絕緣性能方面潛在的應(yīng)用價(jià)值。武漢大學(xué)曾福平、國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院苗玉龍等探索了外電場(chǎng)作用下環(huán)保型絕緣氣體C5F10O的分子結(jié)構(gòu)與激發(fā)態(tài)規(guī)律,從原子電荷分布、偶極矩、分子總能量等角度,分析了C5F10O在未來管道輸電中替代SF6氣體方面的可行性。
天津大學(xué)杜伯學(xué)、李進(jìn)等綜述了高壓直流電纜附件界面電荷研究的進(jìn)展,分析了界面電荷現(xiàn)有理論模型差異,比較了基于幾何設(shè)計(jì)、表面改性、場(chǎng)梯度材料和材料匹配的界面電荷抑制效果,相關(guān)結(jié)論為高壓直流電纜附件界面設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支撐。西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院李盛濤、王威望等通過構(gòu)建高壓直流海底電纜熱-電耦合仿真模型,研究了運(yùn)行穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)時(shí)導(dǎo)體電流對(duì)海纜溫度和電場(chǎng)分布特性的影響規(guī)律,重點(diǎn)分析了極性反轉(zhuǎn)電壓條件下的過渡過程,為高壓直流海纜絕緣設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)。華南理工大學(xué)電力學(xué)院郝艷捧、南方電網(wǎng)科學(xué)院研究有限責(zé)任公司廖一帆等進(jìn)行了直流復(fù)合支柱絕緣子淋雨特性試驗(yàn),提出大傘邊水滴數(shù)、大傘間水滴數(shù)、大傘水柱數(shù)及長度等淋雨特性表征參數(shù),系統(tǒng)研究傘裙參數(shù)、材質(zhì)、淋雨率對(duì)支柱絕緣子淋雨特性的影響規(guī)律,對(duì)于多雨地區(qū)直流變電站外絕緣設(shè)計(jì)和運(yùn)維具有重要工程意義。山東泰開高壓開關(guān)有限公司李偉、清華大學(xué)黃瑜瓏等分析了混合式高壓直流斷路器的絕緣性能,基于靜電場(chǎng)分析方法,對(duì)直流斷路器分閘狀態(tài)下的電場(chǎng)分布進(jìn)行了計(jì)算,驗(yàn)證了絕緣設(shè)計(jì)的可靠性,為后續(xù)高壓直流斷路器的設(shè)計(jì)提供了參考。
國網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院蘇金剛等以高壓直流電纜絕緣為對(duì)象,綜述了直流電場(chǎng)作用下電荷輸運(yùn)與電樹枝劣化規(guī)律和作用機(jī)理,為高壓直流電纜老化評(píng)估提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論支撐。西安工程大學(xué)黃新波、楊文博等研究了脂環(huán)族環(huán)氧樹脂材料的電暈老化特性,采用針-板電極試驗(yàn)裝置對(duì)環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行電暈老化試驗(yàn),通過相關(guān)理化性能測(cè)試對(duì)其性能進(jìn)行了有效評(píng)價(jià)。廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院于是乎等研究了受損高壓電纜主絕緣XLPE內(nèi)、外層絕緣老化后的材料理化性能,并對(duì)比了其與正常電纜絕緣的性能差別,發(fā)現(xiàn)施工工藝導(dǎo)致的密封缺陷是導(dǎo)致電纜高溫受損從而變色的關(guān)鍵原因。國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院曾晗、華東交通大學(xué)程宏波等研究潮濕環(huán)境下絕緣子電暈放電的機(jī)理和演化規(guī)律,并基于流體-化學(xué)混合模型采用二維數(shù)值模擬計(jì)算,仿真分析了潮濕環(huán)境下電暈放電的電勢(shì)、電場(chǎng)、空間電子密度和電子溫度的發(fā)展規(guī)律以及局部粒子濃度,模擬了絕緣子在潮濕環(huán)境下電暈放電的過程。國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司張澤卉等基于國內(nèi)外的研究成果,介紹了高壓直流電纜絕緣的老化機(jī)理,簡述了空間電荷測(cè)量方法的基本原理,分析了電聲脈沖法和電流積分法對(duì)高壓直流電纜絕緣老化評(píng)估的有效性。
華南理工大學(xué)郝艷捧團(tuán)隊(duì)搭建了超聲檢測(cè)系統(tǒng),以具有表面微裂紋的環(huán)氧復(fù)合材料為對(duì)象,進(jìn)行了取向、高度不同的裂紋的超聲LCR波檢測(cè)試驗(yàn),提出了單探頭模式下以缺陷反射波確定裂紋,雙探頭模式下以接收波幅值變化評(píng)估裂紋的檢測(cè)方法。西安理工大學(xué)陳馳、西安交通大學(xué)吳鍇等在國內(nèi)外同軸電纜空間電荷測(cè)量研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,基于前期研制的適用于溫度梯度下同軸電纜空間電荷測(cè)量設(shè)備和空間電荷測(cè)量波形恢復(fù)算法,對(duì)10 kV XLPE同軸電纜的空間電荷特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心羅澍忻、清華大學(xué)董新洲等針對(duì)直流線路保護(hù)的作用以及系統(tǒng)對(duì)其的要求,對(duì)工程應(yīng)用的直流保護(hù)原理和最新的理論研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié),指出利用故障暫態(tài)信息構(gòu)成的故障方向元件是今后的研究重點(diǎn),并對(duì)保護(hù)裝置獨(dú)立化和保護(hù)原理的實(shí)用化提出了建議。深圳供電局有限公司趙法強(qiáng)、北京航空航天大學(xué)陸林等探索了XLPE電纜局部放電非電量監(jiān)測(cè)技術(shù),設(shè)計(jì)并制作了XLPE電纜局部放電實(shí)驗(yàn)裝置,提出了分別基于氣體吸收光譜和熒光光譜的2種局部放電檢測(cè)技術(shù),為XLPE電纜局部放電非電量監(jiān)測(cè)和絕緣狀態(tài)預(yù)估提供了新的思路。
本次專題重點(diǎn)收集了高壓直流電纜與管道輸電先進(jìn)絕緣技術(shù)、電力設(shè)備絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與維護(hù)技術(shù)等方面的一些最新成果,期望對(duì)我國高壓直流輸電絕緣系統(tǒng)的安全性、可靠性和智能化提供有益的參考。非常感謝各位專家學(xué)者對(duì)本次專輯的大力支持,感謝《廣東電力》編輯部為本專刊順利出版所付出的辛勤勞動(dòng)和認(rèn)真細(xì)致的工作。