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高电压绝缘

1)在高海拔、污秽外绝缘方面的研究取得重大成果。通过承担国家自然科学基金“高海拔地区超特高压输电若干关键问题研究(90210030)” 和“沿染污有机介质表面的放电研究(50277022)”,以及国家发改委、国家电网公司、南方电网公司的重点、重大科研项目,提出了高海拔、污秽地区的输变电工程的外绝缘配置方案,并在国内首次成功研制出750kV合成绝缘子。该领域的研究成果已应用到我国首个750kV输电工程和青藏铁路110kV输变电工程的外绝缘选型中,为国家重大工程建设作出重要贡献。为满足“十一五”国家重点工程项目“特高压试验示范工程”建设的需要,又在2005年参与研制成功1000 kV特高压交流复合绝缘子和±800 kV特高压直流复合绝缘子,使得中国的合成绝缘子水平又上了一个新的台阶,该研究成果将节省工程建设经费上亿元,具有显著的社会经济效益(注:该研究领域的相关研究成果在2006年获中国电力科技进步一等奖和国家电网公司科学技术进步特等奖)。

2)在有机外绝缘的基础理论研究和工程应用方面取得突出成绩,相关研究成果达到了该研究领域的国际领先地位。在国家杰出青年基金项目“超高压合成绝缘子综合老化与脆断的基础研究(50025720)”、“985”以及其他科研经费的支持下,系统地开展了超高压、特高压合成绝缘子的闪络特性、老化、脆断、电场控制和外绝缘选择方面的基础理论研究。提出的合成绝缘子污秽试验方法已被CIGRE采纳,提出的NSDD对污秽等级划分影响程度的修正方案已被IEC TC36接受。该方面的研究成果在多个超高压输电国家重大工程建设项目中得到广泛应用。梁曦东教授作为第一起草人,主持起草了电力行业标准DL 810-2002《±500kV 直流棒形悬式复合绝缘子技术条件》,已用于国内所有超高压直流输电工程,为我国超高压直流合成绝缘子的成功地大量使用提供了技术保障,为国家重大工程建设项目作出了突出贡献,受到了电网运行部门的表彰。研究成果不仅得到了国内专家的认可,也得到了国际同行的肯定。梁曦东教授作为IECCIGRE多个技术委员会的委员,自2001年以来参加了IECCIGRE的各类技术会议10余次,正在参与IEC60815IEC62217IEC61109GB/T 16434等重要标准的制、修工作,将中国合成绝缘子大量成功的运行经验逐步推向国际。由于该研究方向的突出成绩,该方向目前已获得“国家自然科学重点基金”的进一步支持(注:2006年还获得了“十一五”国家科技支撑计划多个子课题的资助)。

在国际上首次全面系统地研究了110-500kV线路绝缘子鸟害掉闸的机理,并提出了用于输电线路防鸟害的具体技术措施,华北电网公司组织的成果鉴定认为该研究达到了国际领先水平。

“十五”期间该方向培养了7名博士(王绍武、范炬、殷禹、王珣、程子霞、戴建军、李震宇),5名硕士(孙昌富、王成胜、张炜、唐婧、卢毅、王彬),其中王绍武获得2003年全国优秀博士论文提名。研究成果获得2002年山东省科技进步二等奖(注:2006年获中国电力科技进步二等奖及三等奖各一项)。

3)防污闪涂料的研究取得重要进展。在深入研究绝缘子表面染污放电现象的基础上,在国内率先开发研制了室温硫化硅橡胶防污闪涂料,经过20多年的研究和发展,先后开发出了几代防污闪涂料。经过不懈的努力,使得防污闪涂料不仅成为电力系统防止污闪事故的重要措施,而且带动了相关产业。研究成果2001获天津市科技进步二等奖和2005年清华大学经济效益成果推广一等奖。清华大学已成为该领域的技术依托单位。“十五”期间在该方向上培养的博士生有2名(高海峰、毛颖科),硕士生有1名(鲁斌)。该领域的研究成果3篇论文被IEEE刊物录用。

4)电介质与空间电荷研究方面,“十五”期间建立了电介质材料与绝缘技术科研平台,建立和完善了国内领先水平的PEA法纳秒级测试系统、设备绝缘缺陷模拟系统,掌握了开展高性能电介质材料研发和前沿课题研究的先进方法和手段。基于此平台,已开展了电力电缆绝缘材料聚乙烯的空间电荷特性、电树枝老化特性、电力电缆附件的绝缘材料及结构、驻极体空气过滤膜等电力工业与电工环保领域的研究工作。该方向研究“十五”期间已获得国家自然科学基金及重点基金在内的多项课题资助,并获得教育部新世纪优秀人才支持计划资助。2003SARS肆虐期间,获得的“驻极体空气过滤膜对微生物病毒和微细颗粒的隔阻和抑制特性研究”是国家自然科学基金电工学科仅有的2SARS专项基金之一。“十五”期间在该方面培养的博士生有1名(王宁华),硕士生有7名,其中罗晓光获得2002年清华大学优秀硕士论文奖,卜丹获得2005年清华大学优秀硕士论文奖和优秀硕士毕业生奖。

“十五”期间该研究方向部分具有代表性的成果有:

[1]  Zhicheng GuanLiming WangBo YangXidong LiangZhi Li. Electric field analysis of water drop corona. IEEE Trans. on Power Delivery2005, 20(2-1): 964 969

[2]  关志成,王黎明等. 复合绝缘子用于高海拔地区750kV线路的可行性. 高电压技术2002, 28 (2).

[3]  时卫东,关志成等. 青藏铁路110kV输变电工程绝缘子选型研究. 高电压技术,200430(9).

[4]  Wang Shaowu, Liang Xidong, et al. Hydrophobicity Changing of Silicone Rubber Insulators in Service. Proceeding of CIGRE Session, August 15-305, 2002Paris, France.

[5]  梁曦东等. 超声法检测绝缘子用玻璃钢芯棒脆断裂纹的研究,中国电机工程学报. 25卷,第3期,2005.

[6] J.J. Dai, X. D. Liang. Study of cracked unidirectional glass fiber-reinforced composites by digital speckle correlation method, Journal of Reinforced Plastics Composites. 200524(16)1737-1746

[7]  Liang Xidong, Su Zhiyi, Wang Shaowu. “Experience with Composite HVDC and HVAC insulators in China: from Design to Operation”. Proceeding of World Conference on Insulators, Arresters & Bushings, , Nov. 16-19, 2003, Marbella Spain, pp15-22.

[8]  梁曦东. 王绍武. 陈震. 王黎明,“合成绝缘子鸟粪闪络与不明原因闪络”. 电网技术,200125(1): 1316

[9]  中国发明专利:梁曦东、王绍武,复合绝缘子伞形结构,专利授权公告日:20031226日,ZL 00 1 30075.X

[10] 中国发明专利:梁曦东、李泽文、范炬、李路、汤存燕,用液体聚酯改性的高电压复合绝缘子用耐应力腐蚀芯棒,专利授权公告日:20031226日,ZL 00 1 05635.2

[11] 中国发明专利:梁曦东、李泽文、范炬、李路、汤存燕,用核/壳微粒改性的高电压复合绝缘子用耐应力腐蚀芯棒,专利授权公告日:20031223日,ZL 00 1 05636.0

[12]  Y.X. Zhou, et al. Annealing Effect, on DC Conduction in Polyethylene Films. J. of Electrostatics, 2003, 57/3-4: 381-388.

[13]  Ninghua Wang, Yuanxiang Zhou, et al. Effects of Crystallinity on the Space Charge Properties of Polyethylene. J. Electrostatics. 2005, 63: 649-656.

[14]  Baile Zhang, Yuanxiang Zhou, et al. Polarity Reversal Charging of Polypropylene Films under DC Corona Discharge. J. Electrostatics, 2005, 63: 657-663.

[15] Dan Bu, Yingyan Liu, Yuanxiang Zhou, et al. Inactivation Effects of Electrostatic Field on Bacillus Subtilis. J. Electrostatics, 2005, 63: 847-852.

周远翔等. 纳秒级脉冲电压作用下聚丙烯反极性充电现象的研究. 中国电机工程学报,2005, 25(1): 87-91.