团队负责人：吕泽鹏

依托单位：西安交通大学

所在学院：电气工程学院

一、项目简介

随着计算机技术、数据处理技术、电力电子技术、信息传感技术等发展以及各学科间的融合，电力设备以及电子器件的技能化和智能化成为各个行业的发展趋势，将其绝缘部件的保护、监测、检测、性能评估等集中起来，确保中高压领域电力系统安全、可靠、经济运行；低压领域以及高端市场产品性能逐步提升、故障率减小到最低，突破卡脖子技术，成为各个行业的重点需求。同时，电力设备是电力网络的重要部分，设备绝缘的状态直接关系到电网的稳定运行，对电力设备绝缘进行预判性的监测、观察和及时维护是保障设备安全、电网稳定运行的重要手段。随着电网规模的不断扩大，传统的管理和监测技术已不能满足要求，有效把握设备状态、降低成本、提高设备使用寿命、增加检修效率和质量是重中之重。

本项目团队长期致力于电介质绝缘材料研发、绝缘材料老化与介电性能分析、绝缘材料老化状态监测方法的研究。在以往研究基础上，本项目拟针对高压电力设备与电子器件绝缘提供一体化综合技术服务方案，包括绝缘材料介电与老化性能评估、绝缘材料研发、电力设备与电子器件三维空间电荷仿真与电场分析；除此之外，本项目团队还将布局宽温电介质电荷输运参数测量平台、嵌入式空间电荷在线监测装置和基于泄漏电流的绝缘老化状态在线监测方法。

二、产品性能优势

1、绝缘材料综合性能测试与寿命提升

本团队具有完善的综合性能测试平台，包括宽温介电谱、拉曼光谱、热刺激电流法、热失重分析、红外光谱等。除此之外，本团队还拥有针对空间电荷的完善测量平台，包括适用于温度梯度下的空间电荷测量平台、适用于全尺寸电缆的空间电荷测量平台、超低温空间电荷测量平台、空间电荷与电导联合测量平台。本团队还开发了基于KPFM的表面电荷输运测量平台，未来有望与空间电荷测量结合，分别针对绝缘表面电荷输运和体电荷输运实现更全面的分析测量。特别需要指出的是，本项目团队利用空间电荷与电流联合测量方法，开发出宽温电介质电荷输运全过程参数测试平台。利用该平台，可简便准确地获取电荷输运全过程参数，用于三维空间电荷仿真与计算。未来该平台有望形成与宽温介电谱对标的高端设备。

2、绝缘结构优化：三维空间电荷仿真与电场优化

高压电力设备绝缘往往结构复杂、体积巨大，难以直接测取其内部的空间电荷分布。直流设备中空间电荷又是影响设备整体性能的关键因素。高压直流设备绝缘三维空间电荷仿真与电场优化设计具有重要意义。另外在电子器件和集成电路中，绝缘和金属接线间距较小，且空间构型复杂，其在直流下的空间电荷与电场分布问题同样是影响器件与集成电路稳定运行的重要因素。

3、绝缘状态监测空间电荷在线监测与寿命评估。

基于前两项关键技术，选择合适的电流表、通过合理的接线和接地方式，针对某一电压等级的高压直流电缆外半导电层或护套层泄漏电流研制在线监测设备；根据高压直流电缆泄漏电流的变化特征，选取合理的参数和抗干扰方法，制定完整的在线监测方案；编写软件，实现泄漏电流的采集、显示、存储，空间电荷和内部电场关键参数的计算，高压直流电缆运行状态评估与风险预警，专家报告编写等功能。

三、市场前景及应用

直流输电系统、电网系统中不可或缺的电力设备如发电机、变压器、电线电缆、断路器、电力电子器件、高压器件等；在低压以及高端市场，电路板与集成电路等电子行业。

四、技术成熟度

□概念验证 √原理样机 □工程样机 □中试 □产业化

五、合作方式

□联合研发 □技术入股 □转让 □授权（许可） √面议