JPhysD编辑优选：±320 kV 气体绝缘输电线路（GIL）中的微粒运动及陷阱设计
文章介绍
Weijian Zhuang（庄伟建），Zuodong Liang（梁作栋），Fangwei Liang（梁芳蔚），Xianhao Fan（范贤浩），Hanhua Luo（罗汉华），Jun Hu（胡军），Chuanyang Li（李传扬），Bo Zhang（张波）and Jinliang He（何金良）
通讯作者：
- 李传扬，清华大学
- 张波，清华大学
- 何金良，清华大学
研究背景：
直流GIL中微粒运动与交流GIL微粒运动存在本质区别。直流下，微粒在远低于运行电压时即发生导体间持续快速往复弹跳，并有概率吸附在绝缘子表面，引入大量表面电荷，而对于长宽比大于一定数值的微粒容易在高压导体附近做“飞萤”运动。
直流GIL微粒抑制方面的工作主要聚焦于微粒陷阱、表面覆膜及诱导电极，采用模型开展试验研究。作者前期试验结果表明，略微提升绝缘子表面电导率可提升微粒起跳电压，抑制微粒运动活性2。
然而，模型研究与真实设备研究存在不同：（1）真实尺寸微粒运动速度及加速度有别于模型中微粒运动。真实GIL中，微粒经过更长的加速距离，速度更快，动能更高，这导致触及地电极后的弹起高度不同，脱陷率存在不同；（2）模型中的微粒及气体绝缘距离尺度比有别于真实GIL，这导致很多现象与真实情况不同，比如长宽比较高的微粒在真实情况下更容易有飞萤运动特征 1。
因此，需要基于真实尺寸直流GIL开展微粒运动特征及微粒活性抑制研究。
【1】Xing Y et al, 2021 Journal of Physics D: Applied Physics 54 34
【2】Xing Y et al, 2022 Journal of Physics D: Applied Physics 55 50
研究内容：
本文基于±320 kV GIL搭建微粒观测平台，所使用的金属微粒分为铝球、铝块、铝线三类，铝球微粒的直径为0.5mm、1mm、2mm；铝块微粒是以直径为0.5mm、1mm、2mm的球为外接球的不规则块状颗粒；铝线是直径为0.5mm、长度为5mm、10mm、15mm的圆柱形微粒。施加电压时采用相机对微粒运动情况进行拍摄，并同步记录此时施加电压的情况。试验平台及微粒如下图所示：
作者介绍
庄伟建
清华大学
- 庄伟建，清华大学2021级博士研究生，研究方向为GIS/GIL中微粒运动及抑制方法。
李传扬 助理研究员
清华大学
- 李传扬，清华大学助理研究员，研究方向为直流GIS/GIL关键绝缘技术及装备研发。
张波 教授
清华大学
- 张波，清华大学教授，研究方向为计算电磁学、输变电技术及电磁兼容技术。
何金良 教授
清华大学
- 何金良，清华大学教授，研究方向为先进电能传输技术、电力传感技术、智能绝缘材料及装备等。
期刊介绍
- 2021年影响因子：3.409 Citescore：5.7
- Journal of Physics D: Applied Physics（JPhysD，《物理学报D：应用物理》）发表应用物理各领域的前沿研究和综述，具体包括：应用磁学和磁性材料、半导体和光子学、低温等离子体和等离子表面相互作用、凝聚态物理、表面科学和纳米结构、生物物理以及能源等六个领域。文章类型包括原创性论文、研究路线图、通讯以及每年针对热点研究的专题综述和特刊。