團隊介紹

華北電力大學電氣與電子工程學院李慶民教授，任高電壓與電磁兼容北京市重點實驗室主任，擔任國家重點研發計劃項目負責人（首席）。科研團隊依托華北電力大學新能源電力系統國家重點實驗室、高電壓與電磁兼容北京市重點實驗室，現有專職教師6人，其中教授2人，副教授2人，講師2人，博士研究生10人，研究生50余人。

長期從事高電壓與絕緣技術領域的科學研究工作，重點涉及高壓交直流GIS/GIL；高性能絕緣與電接觸材料；光電子學微納傳感與測量；新能源系統雷擊物理及防護等方面，先后主持國家自然科學基金11項（其中重大和重點4項），國家重大專項課題1項，973計劃和863計劃子課題3項，以及各類科研課題50余項，獲省部級科技獎勵6項。發表論文400余篇（SCI收錄100余篇），著作6部，授權發明專利40余項，制定標準3項。

研究背景

氣體絕緣開關/氣體絕緣輸電線路（Gas Insulated Switchgear/Gas Insulated Transmission Lines, GIS/GIL）設備在特高壓輸電及跨江跨河大規模遠距離電能輸送領域發揮了重要作用，但金屬顆粒與粉塵污染引發的絕緣故障是影響 GIS/GIL 安全可靠運行的關鍵因素。對于大尺顆粒，引發故障特征明顯，相關研究較多，而對于可能是工程現場發生不明放電真正誘因的微納粉塵，目前可借鑒成果較少。

為此，本文針對微納粉塵，總結了微納粉塵受力、動力學行為與表征、誘發放電特性、探測技術等方面的研究現狀，提出了微納粉塵研究亟需解決的關鍵問題，并給出了可能的技術途徑。

論文所解決的問題及意義

本文針對GIS/GIL中金屬微納粉塵檢測方面，總結了金屬粉塵的受力模型與荷電動力學特性、微納粉塵濃度檢測、微納粉塵時空分布的成像檢測、微納粉塵微弱放電檢測四個方面的國內外研究進展，提出了對于微納粉塵動力學行為觀測、粉塵濃度監測等有利于評估絕緣破壞程度的研究方法，和適用于工程現場的微弱放電新型光學探測手段，為檢測尺度極小、隱蔽性強、物化活性高、在耦合場下時空運動隨機性強的荷電微納粉塵提供了新思路。

論文方法及創新點

圖1 待解決的關鍵問題與技術難點

結論

本文綜述了以往的主要研究進展，在此基礎上梳理了有待解決的微納粉塵隨機荷電機制與時空動力學行為特性、荷電微納粉塵誘導微弱放電的物理機制與光譜特征兩個關鍵問題，并據此給出了須重點攻克的探測技術，包括微納粉塵的快速實時檢測、可視化探測、基于光譜學特征的微弱放電高靈敏度檢測方法等，為后續深化研究給出了探索方向。

本文編自2022年第13期《電工技術學報》，論文標題為“微納粉塵運動行為與微弱放電探測技術研究進展”。