近日，国际著名学术期刊Nano Energy《纳米能源》（IF：17.6）发表了电气与自动化学院唐炬教授团队在输配电装备状态感知与监测领域取得的最新成果，论文题目为“Advances in nanogenerators for electrical power system state sensing and monitoring”，并入选封面文章（Back Cover）。电气与自动化学院硕博连读生邓浩程、肖淞副教授为论文共同第一作者，李祎副研究员和湖北工业大学张晓星教授为论文通讯作者。

输配电装备的状态智能感知是实现新型电力系统数字化的基础和关键。纳米发电机，包括摩擦电纳米发电机（TENG）和压电纳米发电机（PENG）近年来在微纳能源收集和自供电传感方面展现出广阔的应用潜力，为电力物联网（power IoT）感知层的构建提供了新的选择。纳米发电机能够将电力装备及其运行环境中的各种低频、不稳定的能源转换为电能并驱动低功耗微纳传感器。此外，利用纳米发电机输出电信号与外部激励之间的关联，TENG和PENG可直接用作探测物理、化学参量的自供电传感器，为输变电设备状态监测提供新思路。

该文梳理了电力系统中典型高压输配电装备的状态监测需求和运行/维护特性，并重点介绍了基于纳米发电机的自供电状态监测器件、系统和应用情况，包括基于纳米发电机的长距离输电线路交流磁场能及环境振动能、风能、雨滴能收集方法；用于输电线路舞动、微风振动等状态监测的TENG；用于变压器外壳异常振动和绝缘油品质监测的TENG；用于气体绝缘设备特征分解组分检测的自取能气体传感器等。

由于纳米发电机在电力装备状态监测的应用仍处于早期阶段，作者从设备集成、适应性材料、传感可靠性、器件耐久性四个维度总结了现阶段纳米发电机在电力装备应用中面临的主要技术难点和挑战，并提出了潜在的解决方案，同时从全天候能量收集、传感网络构建、智能监测三个方面展望了从器件设计、制造到产业化应用的发展趋势，能够为智能输配电装备自取能传感系统的构筑及研发等提供参考。该研究工作得到国家自然科学基金青年项目和博士后创新人才支持计划的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108738

(撰稿：华小梅 审核：袁佳歆 责编：华小梅)